本发明专利技术公开了一种超声悬浮轴承承载力测试装置，包括隔振台及设置在隔振台上的轴承转子系统，还包括承载力测量装置，所述承载力测量装置包括激光位移传感器、薄膜传感器及拉力计；所述拉力计上方设有顶板，所述拉力计一端与顶板相连，另一端通过连接钣金与轴承转子系统相连，从而通过拉力计数显实时读取承载力的值；所述激光位移传感器设置在隔振台上，用于测量连接钣金的竖直移动距离；所述薄膜传感器设置在轴承转子系统上，用于测量气膜的压力分布。本发明专利技术的通过搭建一种超声悬浮轴承承载力测试装置，以获得轴承承载力在不同影响因素下的特性曲线，可以描述超声悬浮轴承的承载特性，对其在工程中的应用具有指导意义。对其在工程中的应用具有指导意义。对其在工程中的应用具有指导意义。
【技术实现步骤摘要】
一种超声悬浮轴承承载力测试装置
[0001]本专利技术涉及轴承承载特性测试
，具体涉及一种超声悬浮轴承承载力测试装置。
技术介绍
[0002]超声悬浮轴承是基于近场悬浮理论的非接触式轴承，由于其结构简单，控制方便具有良好的应用前景。超声悬浮轴承的承载力对轴承运行精度和转子动力学特性有重要的影响。
[0003]目前，国内外众多学者通过搭建实验台对轴承的承载力进行了测量。然而，目前的测试实验台大多都是通过控制转子自重或放置砝码（负载）的方式来控制气膜厚度和承载力，承载力也依靠传统的砝码（负载）质量来获得，在实际测量过程之中转子很容易发生失稳，实验测量产生误差，且无法连续测量不同气膜厚度时轴承承载力。在实际应用过程中，超声悬浮轴承的承载力受换能器工作频率、气膜厚度、辐射头振动幅度等多个因素共同影响。因此，亟需搭建一种超声悬浮轴承承载力测试装置，来获得轴承承载力在不同影响因素下的特性曲线，描述超声悬浮轴承的承载特性。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的上述缺点，本专利技术提供一种超声悬浮轴承承载力测试装置，实现超声悬浮轴承承载力无扰测试，提高承载力测量精度。
[0005]本专利技术技术方案如下：一种超声悬浮轴承承载力测试装置，包括隔振台及设置在隔振台上的轴承转子系统，还包括承载力测量装置，所述承载力测量装置包括激光位移传感器、薄膜传感器及拉力计；所述拉力计上方设有顶板，所述拉力计一端与顶板相连，另一端通过连接钣金与轴承转子系统相连，从而通过拉力计数显实时读取承载力的值；所述激光位移传感器设置在隔振台上，用于测量连接钣金的竖直移动距离；所述薄膜传感器设置在轴承转子系统上，用于测量气膜的压力分布。
[0006]进一步地，所述轴承转子系统包括超声换能器、变幅杆、辐射头、转子及轴承座；所述轴承座通过短支承杆固定在隔振台上，可以有效防止外界振动造成的干扰；所述超声换能器、变幅杆及辐射头呈圆周均匀分布在转子外围。
[0007]进一步地，所述顶板与拉力计之间还设置有气缸，所述气缸固定在顶板上，气缸的活塞杆与拉力计相连；气缸通过外接气源与连接钣金可以调控转子的竖直高度，进而调整气膜厚度。
[0008]进一步地，所述激光位移传感器通过万向磁性表座吸附在隔振台上。激光位移传感器通过测量连接钣金的竖直移动距离，从而得到转子的竖直移动距离，进而测量出气膜厚度。
[0009]进一步地，所述顶板通过长支承杆固定在隔振台上。
[0010]进一步地，所述连接钣金呈U型，通过螺栓与转子两端相连接。
[0011]进一步地，所述薄膜传感器设置在转子外壁面圆周方向上，且薄膜传感器与辐射头位置相对应。
[0012]进一步地，所述辐射头为圆弧状，且与转子同心，从而将转子包裹在中心。
[0013]进一步地，激光位移传感器及薄膜传感器与各自的数据采集卡信号连接，并将数据实时导入到上位机中。
[0014]本专利技术的有益效果是：通过搭建一种超声悬浮轴承承载力测试装置，以获得轴承承载力在不同影响因素下的特性曲线，可以描述超声悬浮轴承的承载特性，对其在工程中的应用具有指导意义。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的整体装配结构示意图；图2是本专利技术的整体正面结构示意图；图3是本专利技术的轴承转子系统结构示意图。
[0016]图中：1、顶板；2、长支承杆；3、隔振台；4、激光位移传感器；5、短支承杆；6、轴承转子系统；601、超声换能器；602、变幅杆；603、辐射头；604、转子；605、轴承座；7、薄膜传感器；8、连接钣金；9、拉力计；10、气缸。
具体实施方式
[0017]以下结合说明书附图，对本专利技术作进一步描述。
[0018]如图1所示一种超声悬浮轴承承载力测试装置，包括顶板1、长支承杆2、隔振台3、激光位移传感器4、短支承杆5、轴承转子系统6、薄膜传感器7、连接钣金8、拉力计9及气缸10。顶板1通过长支承杆2和螺栓固定在隔振台3上，气缸10通过螺栓连接与顶板1固定，气缸在外接气源（图中未给出）的条件下，可使活塞在竖直方向上进行移动。
[0019]如图2所示，拉力计9两端均具有螺纹，上端与气缸10连接，下端与连接板金8连接。连接钣金8通过螺栓与转子604连接。该连接方式可以通过气缸8活塞伸出长度来调整转子604的竖直高度，从而调整转子与轴承间的气膜厚度。
[0020]如图3所示，轴承转子系统6包括超声换能器601、变幅杆602、辐射头603、转子604、轴承座605；其中轴承座605通过短支承杆5固定在隔振台3上；超声换能器601，变幅杆602，辐射头603均为三个，相距120
°
分布在转子604周围，辐射头的包络角为115
°
，将转子604包裹在中心，与转子604具有一定的初始距离。在工作时，超声换能器601可外接信号发生器和放大器（图中未给出）作为驱动信号，使三个压电换能器高速振动，基于近场悬浮理论对转子进行悬浮支承。
[0021]承载力测量装置由激光位移传感器4、薄膜传感器7和拉力计9组成。激光位移传感器4应具有万向磁性表座，激光位移传感器应当与相应的连接板固定在万向磁性表座上，通过万向磁性表座一同吸附在隔振平台上，激光位移传感器4用于测量与连接钣金8的竖直距离，由于连接钣金8通过螺栓与转子604连接，因此可通过测量出竖直距离从而推导出转子与辐射头603间的距离，即气膜厚度。
[0022]薄膜传感器7共有三片，分别贴在转子604圆周面上，呈圆周分布，两片之间相距
120
°
，处于转子604与辐射头603之间。薄膜传感器7采用阵列式，在工作时可测量出气膜的压力分布。
[0023]拉力计9通过螺纹螺栓固定在气缸10和连接钣金8之间。由于连接钣金8通过螺栓与转子604连接，因此当转子受到超声悬浮轴承的承载力时，通过连接钣金8将力传给拉力计9，通过拉力计的数显实时读取承载力的值。
[0024]承载力测量装置还应包括一定的数据采集装置（图中未给出），激光位移传感器4和薄膜传感器7可以实时监测数据的变化，通过各自的数据采集设备将数据导入到上位机中，完成数据采集工作。
[0025]本说明书实施例所述的内容仅仅是对专利技术构思的实现形式的列举，本专利技术的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本专利技术的保护范围也及于本领域技术人员根据本专利技术构思所能够想到的等同技术手段。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声悬浮轴承承载力测试装置，包括隔振台（3）及设置在隔振台（3）上的轴承转子系统（6），其特征在于，还包括承载力测量装置，所述承载力测量装置包括激光位移传感器（4）、薄膜传感器（7）及拉力计（9）；所述拉力计（9）上方设有顶板（1），所述拉力计（9）一端与顶板（1）相连，另一端通过连接钣金（8）与轴承转子系统（6）相连，从而通过拉力计数显实时读取承载力的值；所述激光位移传感器（4）设置在隔振台（3）上，用于测量连接钣金（8）的竖直移动距离；所述薄膜传感器（7）设置在轴承转子系统（6）上，用于测量气膜的压力分布。2.根据权利要求1所述的一种超声悬浮轴承承载力测试装置，其特征在于，所述轴承转子系统（6）包括超声换能器（601）、变幅杆（602）、辐射头（603）、转子（604）及轴承座（605）；所述轴承座（605）通过短支承杆（5）固定在隔振台（3）上，所述超声换能器（601）、变幅杆（602）及辐射头（603）呈圆周均匀分布在转子（604）外围。3.根据权利要求1所述的一种超声悬浮轴承承载力测试装置，其特征在于，所述顶板（1）与拉力计（9）之间还设置有气...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国达，张伟，葛一帆，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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