[发明专利]锥形气浮轴承轴向承载力测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及气浮轴承测试领域，尤其是一种锥形气浮轴承轴向承载力测试装置。

背景技术

随着科技的发展，常采用气体润滑代替普通的机械润滑，气浮轴承就是将高压气体引入相对运动的物体间隙内形成气膜，避免直接接触实现无摩擦运动。

气浮轴承作为滑动轴承的一个新类型，具有速度高、精度高、功耗低、寿命长等特点。气浮轴承不仅可以实现轴向的转动，也能应用于轴向的移动，根据其应用领域的不同有多种分类。由于气浮轴与气浮套之间的气膜很薄，所以对部件加工精度要求很高，因此气浮轴承也存在承载小，刚度低、可靠性差等缺点，为满足工业领域对气浮轴承的要求，需要对气浮轴承进行各项性能测试，以检验气浮轴承是否符合加工要求，如申请号为201010180373.3的“一种静压气浮轴承的性能检测装置”就提出了一种可以检测不同几何形状静压气浮轴承在不同供气压力和不同气膜厚度下，轴承的承载能力和刚度以及轴承内气体的压力分布；申请号为201010530570.3的“气浮轴承的刚度测试装置”可测试单个气浮轴承的刚度和组合气浮轴承的刚度。但是这两种测试装置都只能测试出静态时两气浮面间气膜的承载能力。

对于一种锥形气浮无摩擦气缸，气浮平面呈锥形，气膜间的作用力分解为沿径向方向和轴向方向，因此，锥形气浮轴承可防止气浮轴的轴向窜动，但气膜的承载能力是有限的，因此需要对气浮轴承的轴向承载能力进行测试，目前行业内没有一种可行的、适用于锥形气浮轴承轴向承载力测试装置和测试标准。

发明内容

为了克服现有技术无法实现锥形气浮轴承的抗侧向能力测试的不足，本发明提供一种力的加载机构与气浮轴承不直接接触、动态检测、操作方便的锥形气浮轴承轴向承载力测试装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种锥形空气轴承轴向承载力测试装置，包括电磁铁、力传感器、铁磁体、移动横梁、支架和底座，所述锥形气浮轴承固定放置在底座上，所述铁磁体套装在锥形气浮轴的上端，所述电磁铁安装在移动横梁上，且所述电磁铁位于锥形气浮轴的上方，所述电磁铁的安装位置与锥形气浮轴同心，所述电磁铁与移动横梁之间安装有力传感器，所述支架竖直固定在底座上，所述移动横梁与支架固定连接。

进一步，所述支架上设有供移动横梁调整上下位置的调节孔。

再进一步，所述铁磁体为生铁头。也可以采用其他能够被磁铁所吸住的铁磁体。

本发明的技术构思为：锥形气浮轴转动时候不引入其他外力，通过电磁铁产生磁场作用在生铁环上，给锥形气浮轴顶端施加了一个沿其轴向方向的力，电磁铁与锥形气浮轴之间不相互接触，不影响锥形气浮轴的运动状态。通过调节电磁铁线圈电流的大小来慢慢增加作用在气浮轴上力的大小，调节范围大、精度高。

本方案利用了磁力原理来实现，所述铁磁体是指在磁场作用下产生与外磁场相同的强烈的附加磁场的物质，所述铁磁体包括铁钴镍等，其能够被电磁铁产生的磁力后吸引，所述带线圈的电磁铁能够通过改变通入电流的大小来改变磁力的大小。

此测试装置仅适用于铝合金材料等不受电磁铁影响的锥形气浮轴承。

本发明的有益效果主要表现在：力的加载机构与气浮轴承不直接接触、动态检测、操作方便。

附图说明

图1是锥形气浮轴承轴向承载力测试装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1，一种锥形空气轴承轴向承载力测试装置，包括电磁铁5、力传感器6、铁磁体4、移动横梁7、支架8、底座1。所述锥形气浮轴承固定放置在底座1上，所述铁磁体4套装在锥形气浮轴3的上端，所述电磁铁5通过移动横梁7固定在锥形气浮轴3的上方，所述电磁铁5的安装位置与锥形气浮轴3同心，所述电磁铁5与移动横梁7之间安装有力传感器6，所述支架8竖直固定在底座1上，所述移动横梁7通过螺栓与支架8固定。

进一步，所述支架上设有供移动横梁调整上下位置的调节孔。所述移动横梁7可在支架8上调整位置。

再进一步，所述铁磁体4为生铁头。也可以采用其他能够被磁铁所吸住的铁磁体。

本实施例的工作过程为：给锥形气浮轴承供气，旋转锥形气浮轴3使其以一定速度转动，给电磁铁5供电并持续增加电流，所述电磁铁5通过磁场的作用给锥形气浮轴3施加了一个沿其轴向方向的力，随着电流的不断增加作用在锥形气浮轴顶端的力也不断的增加，当达到极限时锥形气浮轴3卡停在锥形气浮套2内并记录下此时力传感器6的数值，从而获得锥形气浮轴承在当前通入气压下的最大轴向承载力。

此测试装置仅适用于铝合金材料等不受电磁铁影响的锥形气浮轴承。