专利名称:外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚度测试装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种马达测试装置,特别是一种用于对外转子动压气浮轴 承马达的姿态角和轴承刚度进行测试的装置。
背景技术:
目前,国内外采用的外转子动压气浮轴承马达姿态角测试设备主要是通过 专用的马达工装将马达固定在分度头上,同时电容传感器固定在马达的径向位
置上,该种测试设备存在以下不足之处首先是测试工装单一,同一测试工装 只能适用于一种马达,不同马达必须^使用不同的测试工装;其次,马达轴通常 使用单燕尾和平压板固定,装卡时间长,且马达轴三点受力,测试过程中容易 导致马达轴左右压力不均匀,影响测试结果,而平压板单点受力,使用一段时 间后会产生变形,无法继续使用;再次,电容传感器通过径向M3螺钉来固定 其与马达间的距离,由于M3螺紋细,预紧力小,使用过程中容易产生松动, 导致测试过程重复。因此测量单只马达平均花费时间也在10分钟以上,测试 时间较长;最后,目前国内外常用的电容传感器,其测试精度只有0.01 jum, 带来的姿态角误差有5.6° ,相对于有些姿态角小于10°的马达,其测试误差 达到了50%,测试误差大,仅适合于少量马达作测试研究,不适合工业化规模 生产的大批量测试。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足,提供了一种测量时 间短、精度高、重复性好且适合多种马达的外转子动压气浮轴承马达姿态角及 轴承刚度测试装置。
本实用新型的技术解决方案是外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚 度测试装置,包括轴径调节块、轴压块、主支架、轴距调节块和传感器;轴径调节块和轴距调节块与主支架连接,轴径调节块和轴压块配合将待测马达固
定于主支架上,待测马达与传感器的相对位置通过轴距调节块调整;传感器通 过传感器固定座连接于主支架并与待测马达的轴向垂直。
测试装置还包括用于精确控制所述转动轴转动角度的分度头,分度头通过 分度头连接器连接于待测马达的转动轴上。
测试装置还包括用于调整传感器与待测马达相对位置的传感器调节母,传 感器调节母连接于传感器的轴向位置。
所述的传感器为电容传感器,其测量精度为0.002 nm。
所述的轴径调节块和轴压块固定待测马达转动轴的面上留有燕尾槽。
所述的轴径调节块的调节范围为3mm 10mm。
所述的轴距调节块的调节范围为20mm 60mm。
本实用新型与现有技术相比的优点在于
(1 )本实用新型装置使用轴径调节块和轴距调节块来调整不同的轴径和轴 距,使同一测试工装能适用于多种马达,在测试不同马达时可使用同一工装;
(2) 本实用新型装置使用双燕尾槽来固定被测马达轴,装卡时间短,马达 轴四点受力均匀,在测试过程中马达轴左右压力一致,不影响测试结果,且燕 尾槽形压板由于双点受力均匀,长期使用不会产生变形;
(3) 本实用新型装置通过传感器调节母来固定传感器和马达间的距离,传 感器调节母可做到M6以上,预紧力大,测试过程中不产生松动,避免了不必 要的重复,可使单只马达的平均测试时间在2分钟以内;
(4) 本实用新型装置采用新型的电容传感器,其测量精度0.002nm,带 来的姿态角误差只有±1.12° ,测量精度比原来提高5倍,即使是姿态角小于 10°的马达,测试误差也只有10。/。,测试数据更可靠,重复性更好,适合工业 化规模生产的大批量测试。
图1为本实用新型测量装置的俯视图;图2为本实用新型测量装置的剖视图; 图3为本实用新型测量装置测量过程原理示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示,本实用新型测量装置由分度头连接器1、轴径调节块2、 轴压块3、主支架5、轴距调节块6、传感器7、传感器固定座8、传感器调节 母9和分度头10组成。将分度头连接器1、轴径调节块2、主支架5、轴距调 节块6和传感器固定座8通过螺钉固定在一起,将待测马达4通过轴压块3固 定在轴径调节块2上,轴径调节块2和轴压块3固定待测马达4转动轴的面上 留有燕尾槽。分度头10通过分度头连接器1固定在主支架5上,待测电马达4 与分度头10同轴。传感器调节母9连接于传感器7的轴向位置,用于调整传 感器7与待测马达4的相对位置。轴径调节块2的调节范围为3mm 10mm, 轴距调节块6的调节范围为20mm 60mm,选择合适的轴径调节块2和轴距调 节块6可以使待测马达4的轴径和轴长位于合适的测试范围内,从而可使本实 用新型适用于不同的待测马达。
测量时,调整分度头10至指示值为0,同时要求主支架5调整至水平,传 感器7位于待测马达4顺时针0。方向,调整传感器7与待测马达4转子外表 面间距离,传感器7自身带一个显示屏,以显示其于待测马达转子外表面的距 离,使其显示值至-100—100之内,起动待测马达4使其同步,等待2分钟以 上,通过传感器调节母9调整传感器7与待测马达4转子外表面间距离,使其 显示屏的显示值到-30~+30之间,锁紧传感器调节母9,观察其显示值在1分 钟内无变化,转动测量装置,分别在0°、 90°、 180°、 270。的位置上读出相应 测量值Co、 C90、 C180、 C270。如图3测量过程原理图所示,图中O为定子的 中心,O'为转子的中心,e为马达运转时转子和定子的偏心距。由图3可知, 负载(马达自身重力)方向气膜变化为
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垂直于负载(马达自身重力)方向气膜变化为<formula>formula see original document page 6</formula>
esin(D=T,(C27。。—C90。), 由以上两式可得姿态角VD = ^
设电机的转子质量为W,则电机的径向刚度(轴承刚度)为K,=~^iV///W。 为了准确起见,应对AX和AY值进行多次测量(不小于5次),取其平均值。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
权利要求1、外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚度测试装置,其特征在于包括轴径调节块(2)、轴压块(3)、主支架(5)、轴距调节块(6)和传感器(7);轴径调节块(2)和轴距调节块(6)与主支架(5)连接,轴径调节块(2)和轴压块(3)配合将待测马达(4)固定于主支架(5)上,待测马达(4)与传感器(7)的相对位置通过轴距调节块(6)调整;传感器(7)通过传感器固定座(8)连接于主支架(5)并与待测马达(4)的轴向垂直。
2、 根据权利要求1所述的外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚度测 试装置,其特征在于还包括用于精确控制所述转动轴转动角度的分度头(10), 分度头(10)通过分度头连接器(1 )连接于待测马达(4)的转动轴上。
3、 根据权利要求1或2所述的外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚 度测试装置,其特征在于还包括用于调整传感器(7)与待测马达(4)相对 位置的传感器调节母(9),传感器调节母(9)连接于传感器(7)的轴向位置。
4、 根据权利要求1或2所述的外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚 度测试装置,其特征在于所述的传感器(7)为电容传感器,其测量精度为 0搬jum。
5、 根据权利要求1或2所述的外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚 度测试装置,其特征在于所述的轴径调节块(2)和轴压块(3)固定待测马 达(4)转动轴的面上留有燕尾槽。
6、 根据权利要求1或2所述的外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚 度测试装置,其特征在于所述的轴径调节块(2)的调节范围为3mm 10mm。
7、 根据权利要求1或2所述的外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚 度测试装置,其特征在于所述的轴距调节块(6)的调节范围为20mm 60mm。
专利摘要外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚度测试装置,包括轴径调节块、轴压块、主支架、轴距调节块、传感器。轴径调节块和轴距调节块与主支架连接,相互配合将待测马达固定于主支架上,待测马达与传感器的相对位置通过轴距调节块调整,传感器通过传感器固定座连接于主支架并与待测马达的轴向垂直。测试时,依靠马达的自身重量,将传感器的探头相对通电电机转子外圆表面并保持一定的距离固定,转动测量装置,分别在0°、90°、180°、270°的位置上读出相应测量值,通过计算得到马达姿态角和轴承刚度。本实用新型适应于各类型外转子动压气浮轴承马达,测试方法准确、简单。
文档编号G01B7/30GK201242426SQ20082010967
公开日2009年5月20日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者清 曹, 李建春, 谭映戈, 钟如愚 申请人:北京航天控制仪器研究所