[发明专利]磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承技术领域，具体而言，涉及一种磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台。

背景技术

磁悬浮轴承利用电磁力来使轴系与轴承相对悬浮转动，具有无摩擦阻力、运转精度高、刚度和阻尼可调节等优点，尤其适合在高转速、低损耗、低噪音的场合使用。保护轴承(例如，滚动轴承)是磁悬浮轴承的辅助支撑结构，它的主要作用之一是当磁悬浮轴承失效(例如，磁悬浮轴系跌落)时，保护轴承能够临时支撑高速旋转的轴系，使其重新悬浮或者安全降速。

当高速旋转的磁悬浮轴系发生跌落时，轴系与保护轴承的内圈之间将发生剧烈地碰撞和摩擦。由于轴系与保护轴承的内圈之间存在很小的间隙，因此轴系在跌落过程中的轨迹响应非常复杂，包括钟摆振动、混合摩擦、弹跳以及全周摩擦。轴系与保护轴承之间的接触力具有高幅值和高频的特性，巨大的振动与冲击很可能导致保护轴承失效，甚至造成磁悬浮轴承和转子严重烧毁。

目前，对保护轴承的抗跌落性能的测试还缺乏有效的技术手段，因此对于预测保护轴承的使用寿命还有很多工作未完成。台架实验是研究磁悬浮轴承的抗跌落性能的重要手段，即，通过模拟磁悬浮轴承运行的实际工况来进行磁悬浮轴系的高速跌落实验，然而通常仅利用台架实验研究不同的参数对轴心轨迹和振动的影响，并不涉及保护轴承的寿命评价和抗跌落性能研究。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台，所述磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台适于评价保护轴承的可靠性和使用寿命，研究保护轴承的抗跌落性能，并且测量精度较高。

根据本发明实施例的磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台，包括：外壳；径向轴承定子、轴向轴承定子、电机定子和两个保护轴承，所述径向轴承定子、所述轴向轴承定子和所述电机定子均安装在所述外壳内，两个所述保护轴承均安装在所述外壳外且分别位于所述外壳的左右两端；磁悬浮轴系，所述磁悬浮轴系设在所述外壳内且左右两端分别伸出所述外壳，所述磁悬浮轴系分别穿过所述径向轴承定子、所述轴向轴承定子、所述电机定子和所述保护轴承；两个接触力测量平台，两个所述接触力测量平台均设置在所述外壳外且分别位于所述外壳的左右两端，所述保护轴承安装在所述接触力测量平台上，每个接触力测量平台包括用于测量所述保护轴承与所述磁悬浮轴系之间接触力的四个压电传感器。

根据本发明实施例的磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台，能够模拟实际工况，评价保护轴承的可靠性和使用寿命，研究保护轴承的抗跌落性能，并且对磁悬浮轴系与保护轴承之间接触力的测量的精度较高。

另外，根据本发明实施例的磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述外壳由弹簧钢压带固定在支座上，所述接触力测量平台还包括机架，所述机架与所述支座均安装在底座上。

根据本发明的一些实施例，所述径向轴承定子为两个且分别位于所述外壳的左右两端，每个所述径向轴承定子与所述外壳间隙配合且由壳体端盖固定在所述外壳内，所述壳体端盖与所述外壳螺纹连接。

根据本发明的一些实施例，所述轴向轴承定子与所述外壳间隙配合且包括：两个子轴承定子；定子垫片，两个所述子轴承定子通过所述定子垫片间隔开，两个所述子轴承定子与所述定子垫片螺纹连接在所述外壳上。

根据本发明的一些实施例，所述磁悬浮轴系包括：主轴，主轴的左端和右端均伸出所述外壳；径向轴承转子、推力盘、电机转子和保护轴套，所述径向轴承转子、所述推力盘、所述电机转子和所述保护轴套分别与所述径向轴承定子、所述轴向轴承定子、所述电机定子和所述保护轴承位置对应，且所述径向轴承转子、所述推力盘和所述电机转子均与所述主轴过盈配合，所述保护轴套与所述主轴间隙配合，所述保护轴套通过圆螺母固定在所述主轴上。

根据本发明的一些实施例，所述磁悬浮轴承抗跌落性能的测试实验台还包括用于冷却所述电机定子和所述外壳的电机水套，所述电机水套与所述电机定子过盈配合且与所述外壳间隙配合，所述外壳上设有分别与所述外壳和所述电机水套之间的间隙连通的入水口和出水口。

有利地，所述入水口位于所述外壳底部且所述出水口位于所述外壳顶部。

在本发明的一些实施例中，所述电机水套的左右两端均套设有第一级密封圈和第二级密封圈，所述电机水套左端的所述第二级密封圈相对于所述第一级密封圈邻近所述电机水套的左端面，所述电机水套右端的所述第二级密封圈相对于所述第一级密封圈邻近所述电机水套的右端面。