[发明专利]具有喷气式导向键的气浮加载实验装置

说明书

技术领域

本发明属于加载实验装置技术领域，具体涉及一种气浮加载实验装置。

背景技术

专利号为200810019550.2的“气浮式多维力传感器及多维力测量方法”中公开了一种气浮式多维力测量方法，它的原理是用16个气浮喷嘴将浮板完全浮起，通过测量气浮喷嘴中特定部位的气体压力来换算出喷嘴受到的浮力，进而计算出浮板上受到的作用力。在对上述气浮式多维力传感器的性能研究和设计过程中，需要了解气浮喷嘴与浮板所组成的喷嘴-浮板机构中被测点的气体压力与浮板上作用力之间的对应关系，因此需要设计一种加载实验装置开展实验。

以往使用的简单的气浮加载实验装置如图7所示：其中，01是套筒，02是加重块，03是轴，04是被测气浮喷嘴，05是底座，06是螺钉，07是支架，08是螺钉。套筒01通过螺钉06与支架07固联，支架07通过螺钉08与底座固联，轴03以间隙配合的形式安放在套筒01中，轴03为下端封闭、上端开放的中空结构，加重块02可放入轴03的中空腔体中，轴03的下端面与轴线垂直，将轴03的轴线调整为铅垂位置；被测气浮喷嘴04安放在底座05上，调整被测气浮喷嘴04的位置使其位于轴03下端正下方并使喷嘴端面保持水平。实验时向被测气浮喷嘴04中接入具有一定压力的压缩气体，被测气浮喷嘴04喷出的气体将轴03浮起，被测气浮喷嘴04与轴03的下端面形成喷嘴-浮板机构；向轴03的中空腔体内加入重量已知的加重块02可测出对应的被测气浮喷嘴04中特定部位的气体压力，不断改变所加入的加重块的数量，则可获得由被测气浮喷嘴04与轴03下端面所形成的喷嘴-浮板机构中被测点的气体压力与浮板上作用力之间的对应关系。上述气浮加载实验装置中，轴03与套筒01之间存在固体接触，在轴03处于受力平衡状态而静止时，固体接触处存在静摩擦，因而使得加载过程中存在误差，加载精度不高。

发明内容

为了解决上述气浮加载实验装置存在的加载精度不高的问题，本发明通过结构改进提供一种具有喷气式导向键的气浮加载实验装置。

本发明的具体结构改进技术方案如下：

具有喷气式导向键的气浮加载实验装置包括直立状的支架7，所述支架7的下部安装有底座5，与底座对应的支架7上部安装有套筒1；所述套筒1的轴向贯通，且与底座对应，套筒1内设有轴3；所述轴3的轴向中部开设有盲孔，盲孔内设有二块以上的加重块2；所述轴3的外侧壁中部沿轴向开设有键槽10，与键槽10对应的套筒1中部径向上开设有安装孔，安装孔内设有管状的气浮导向键9，所述气浮导向键9为内端封闭的管状，且其内端位于轴的键槽10内；所述套筒1内筒壁的上端和下端分别设有直径较大的台阶孔，所述套筒1上端的台阶孔内过盈配合设有上气浮轴承11，上气浮轴承11的外圆周上开设有上环形槽13，与轴3对应的上环形槽13内均布开设有两个以上的上进气小孔12，与上环形槽13对应的套筒1上设有上进气口14；所述套筒1下端的台阶孔内过盈配合设有下气浮轴承17，下气浮轴承17的外圆周上开设有下环形槽19，与轴3对应的下环形槽19内均布开设有两个以上的下进气小孔18，与下环形槽19对应的套筒1上设有下进气口20；所述套筒1上开设有排气孔21。

所述气浮导向键9的内端上开设有径向贯通的小通孔16。

本发明采用上下气浮轴承喷气支承结构将加载轴沿径向支承住，并采用健体喷气支承的结构将压缩空气引入导向键与键槽的两侧间隙中形成气浮导向。气浮导向消除了加载轴由于完全处于气浮状态而产生绕自身轴线自由转动的可能，加载轴只能无摩擦地沿轴向移动。本发明的积极效果是：加载轴完全被气体支承，当加载轴处于受力平衡状态时，轴与轴承以及导向键之间不存在固体接触，因而不存在静摩擦力，从而保证加载过程中无摩擦力产生的误差。

附图说明

图1是本发明结构主视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3为图1中的局部放大图。

图4为图3的B-B剖视图。

图5为图1的C-C剖视图。

图6为图1的D-D剖视图。

图7是现有气浮加载实验装置结构示意图。

 上图中序号：套筒1、加重块2、轴3、被测气浮喷嘴4、底座5、螺钉6、支架7、气浮导向键9、键槽10、上气浮轴承11、上进气小孔12、上环形槽13、上进气口14、导向键进气孔15、小通孔16、下气浮轴承17、下进气小孔18、下环形槽19、下进气口20、排气孔21。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。

实施例：