[发明专利]一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置与测试方法

权利要求书

1.一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置，其特征在于：包括机架（1）、可旋转轴承座（2）、测试轴承（3）、测试主轴（4）、电磁加载装置（5）以及信息采集系统，所述信息采集系统包括转角传感器（8）、压力传感器（12）、转接模块（13）、数据采集卡（14）和工控计算机（15），所述可旋转轴承座（2）通过两个轴承座支承轴承（6）水平设置在机架（1）上，机架（1）上设置有可防止轴承座转动的限位组件（7）以及可检测可旋转轴承座（2）角位移的转角传感器（8），可旋转轴承座（2）上安装有两个测试轴承（3），测试主轴（4）通过两个测试轴承（3）进行支承并与涡轮驱动装置（9）传动连接，涡轮驱动装置（9）和测试轴承（3）分别连接至供气系统（10），且涡轮驱动装置（9）和测试轴承（3）与供气系统（10）之间的供气管路上均设置有控制阀（11），所述测试轴承（3）上设置有引气孔，可旋转轴承座（2）对应两个测试轴承（3）的引气孔处分别设置有测试孔，测试孔处设置有与压力传感器（12）相连的引气管，所述电磁加载装置（5）设置在测试主轴（4）的正下方，转角传感器（8）和两个压力传感器（12）采集的信号依次经过转接模块（13）和数据采集卡（14）输入至工控计算机（15）进行处理。

2.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置，其特征在于：所述轴承座支承轴承（6）为滚动轴承。

3.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置，其特征在于：所述限位组件（7）为穿设在机架（1）上的紧固螺栓，紧固螺栓旋设在机架（1）的螺纹通孔内，且紧固螺栓的头端朝向可旋转轴承座（2）的外壁设置。

4.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置，其特征在于：所述转角传感器（8）为非接触式转角传感器，压力传感器（12）为高频动态压力传感器。

5.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置，其特征在于：所述测试轴承（3）的引气孔设置在其两排节流孔之间的位置。

6.一种动静压气体轴承动态气膜压力测试方法，其特征在于：利用权利要求1所述装置进行测试，具体包括以下步骤：

步骤一：制定测试工况，启动电磁加载装置，对测试主轴施加重力方向的载荷，在测试过程中，加载载荷的大小及方向均保持不变；

步骤二：旋转可旋转轴承座，使测试孔位于最下端，通过限位组件将可旋转轴承座固定，防止其转动，设定此时的转角传感器角位移为0度，压力传感器测试位置即为初始测试位置；

步骤三：启动供气系统，调节气体轴承供气控制阀使气体轴承供气压力达到预设工况，此时，测试主轴悬浮起来，再调节涡轮供气控制阀，稳定提高供气压力使测试主轴逐渐达到预设转速；

步骤四：观察工控计算机对转轴沿轴承周向运动轨迹的实时显示，根据测试需求选取转子某一运行状态作为气膜压力测试起始时间，并在同一时刻对轴承座的角位移和气膜动态压力值进行采集，多次匀速转动轴承座后获取多组气膜压力-轴承座角位移-时间的数据；

步骤五：在工控计算机保存好测试数据之后，关闭涡轮供气控制阀，停止为主轴提供驱动力，逐渐降低测试轴承供气压力，直至关闭轴承供气压力控制阀，关闭电磁加载装置和供气系统，断开电源，针对要分析的问题，利用工控计算机内保存的测试数据处理得到测试结果。

7.如权利要求6所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试方法，其特征在于：所述步骤一中制定的测试工况包括轴承供气压力、涡轮供气压力、偏心率、数据采集率以及数据存储路径。