一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置的制作方法

本发明属于机械测量技术领域，尤其是涉及一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置。

背景技术：

随着现代旋转机械转速的大幅度提高，支承对转子系统的稳定性、动态特性、旋转精度等的影响越来越大，在许多场合几乎支配着整个系统的稳定性，磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。

磁悬浮轴承加工精度高，装配精度高，而且其成本较高，但现有技术中没有对磁悬浮轴承尤其是径向磁悬浮轴承进行刚度测量的装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置，操作简单，可以对不同规格的径向磁悬浮轴承进行连续测量，为径向磁悬浮轴承的设计提供可靠地实验数据。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置，包括基准平板；基准平板上设有转子支架，转子支架顶端设有转子组件，转子组件插入磁轴承定子组件内，磁轴承定子组件固定在轴承定子支座内；轴承定子支座正上方设有压力传感器，压力传感器设在气压缸的活塞杆底端，气压缸竖直设置在轴承定子支座上方；轴承定子支座下方设有限位支撑块，限位支撑块固设在基准平板上，限位支撑块上设有位移传感器，压力传感器和位移传感器均与数据采集模块连接。

进一步的，基准平板上设有卧式光轴支架，卧式光轴支架上设有直线光轴，轴承定子支座可以通过直线轴承沿着直线光轴上下移动。

进一步的，基准平板底端设有多个调平地脚螺栓。

通过卧式光轴支架和直线光轴组成的直线运动机构，使轴承定子支座沿着其上下移动；通过调节调平地脚螺栓，使基准平板处于水平状态，可以尽量减小因各个零件重力的侧向分力产生的力矩与摩擦力，提高测量精度。

进一步的，基准平板顶端设有支柱，支柱顶端设有气压缸固定板，气压缸固定在气压缸固定板上，气压缸的活塞杆向下穿出气压缸固定板。

进一步的，卧式光轴支架设在轴承定子支座的两端。

进一步的，轴承定子支座一侧设有装配找正盘。

相对于现有技术，本发明所述的一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置具有以下优势：

本发明所述的一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置，配合使用压力传感器和位移传感器对径向磁悬浮轴承刚度进行测量，并且可以通过更换轴承定子支座测量不同规格的径向磁悬浮轴承的刚度；本装置操作简单，可以进行连续测量，测量精度高，为径向磁悬浮轴承的设计提供可靠地实验数据。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置第一结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置第二结构示意图；

图3为本发明实施例所述的一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置剖视图。

附图标记说明：

1-磁轴承定子组件；2-转子组件；3-转子支架；4-限位支撑块；5-气压缸；6-气压缸固定板；7-压力传感器；8-支柱；9-轴承定子支座；10-直线光轴；11-直线轴承；12-卧式光轴支架；13-基准平板；14-调平地脚螺栓；15-装配找正盘；16-位移传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-3所示，一种径向磁悬浮轴承刚度测量装置，包括基准平板13；基准平板13上设有转子支架3，转子支架3顶端设有转子组件2，转子组件2插入磁轴承定子组件1内，磁轴承定子组件1固定在轴承定子支座9内；轴承定子支座9正上方设有压力传感器7，压力传感器7设在气压缸5的活塞杆底端，气压缸5竖直设置在轴承定子支座9上方；轴承定子支座9下方设有限位支撑块4，限位支撑块4固设在基准平板13上，限位支撑块4上设有位移传感器16，压力传感器7和位移传感器16均与数据采集模块连接。

如图1-3所示，基准平板13上设有卧式光轴支架12，卧式光轴支架12上设有直线光轴10，轴承定子支座9可以通过直线轴承11沿着直线光轴10上下移动。

如图1-3所示，基准平板13底端设有多个调平地脚螺栓14。

通过卧式光轴支架12和直线光轴10组成的直线运动机构，使轴承定子支座9沿着其上下移动；通过调节调平地脚螺栓14，使基准平板13处于水平状态，可以尽量减小因各个零件重力的侧向分力产生的力矩与摩擦力，提高测量精度。

如图1-3所示，基准平板13顶端设有支柱8，支柱8顶端设有气压缸固定板6，气压缸5固定在气压缸固定板6上，气压缸5的活塞杆向下穿出气压缸固定板6。

如图1-3所示，卧式光轴支架12设在轴承定子支座9的两端。

如图1-3所示，轴承定子支座9一侧设有装配找正盘15。

使用装配找正盘15将磁轴承定子组件1与转子组件2定位并安装在指定位置，保证磁轴承的定子与转子之间左右方向气隙相同，装配完成后将装配找正盘15拉出至转子支架3位置，不影响测量即可。

由于磁轴承定子组件1与轴承定子支座9刚性连接，且两者仅有竖直方向的自由度，当磁悬浮轴承控制端通电后，带动磁轴承定子组件1向上移动并处于悬浮状态，轴承定子支座9远离限位支撑块4，此时磁轴承定子组件1与转子组件2的环形气隙均匀；此时为气压缸5通入压缩气体，气压缸5带动压力传感器7向下移动，最终与轴承定子支座9接触并产生压力，这使得轴承定子支座9有向下运动的趋势，此时磁轴承会随着气压缸5气压的增加，不断的增加电流，使自身处于气隙均匀的状态，最终电流增加到极限，电磁力不能平衡气压缸5的压力，使磁轴承包括轴承定子支座9失稳并跌落到限位支撑块4上。

在整个磁轴承电流调节的过程中，数据采集模块从压力传感器7和位移传感器16上连续采集到压力值和位移值，从磁轴承控制端采集到电流值，绘制成电流-压力曲线和压力-位移曲线即为该径向磁悬浮轴承的刚度测量结果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。