[发明专利]动压径向气体轴承箔片静力学性能测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了动压径向气体轴承箔片静力学性能测试装置及测试方法，属于测量、测试的技术领域。测试装置包含针对不同箔片的夹具，利用夹具对平箔片、波箔片或其组合体进行装夹，通过微分头进行位移载荷加载，利用载荷传感器测量加载力获得单片的平箔片、波箔片加载力随加载位移变化数据，也可以获得箔片组合在安装预紧阶段和工作阶段的加载力随加载位移的变化数据，测试经轴承性能检验合格的箔片数据作为标准数据，利用待检测箔片数据与标准数据均方差及分散度差反应动压径向轴承箔片静力学性能。本发明提出的测试装置及方法可用于动压径向轴承箔片静力学性能模拟测试试验、工艺改进固化测试试验、合格性检验试验，提高了测量精度和效率。

技术领域

本发明公开了动压径向气体轴承箔片静力学性能测试装置及测试方法，尤其涉及一种用于静力学状态下动压气体轴承箔片力学性能的检测方法，属于测量、测试的技术领域。

背景技术

旋转机械已被广泛应用于低温工程、航空、航天以及国防等领域。轴承作为转子的主要支承部件，是旋转机械的关键组成部分，其性能的好坏直接影响到旋转系统的运行质量。因此，如何保证和提高轴承的性能已经成为各领域发展过程中所需要解决的关键技术难题之一。

弹性箔片动压气体轴承是用气体作为润滑介质的一种自作用润滑轴承，采用弹性支承表面,具有很强的自适应性。轴承工作时,轴承箔片在动态压力作用下会发生弹性变形。与刚性轴承相比,箔片轴承因其表面的柔性而具有摩擦功耗低、运转平稳、能在低温和高温以及高转速等极限环境下运转等优点，这些都是传统轴承所无法达到的。因此，近年来箔片轴承逐渐成为涡轮压缩机和涡轮膨胀机等机械中的首选支承部件。

从箔片型动压气体轴承研究可知，箔片力学特性和结构参数是决定轴承性能的关键参数。要实现该型轴承的产品化，保证箔片静力学特性的一致性是关键。如何快速、准确地检测生产制造的动压轴承箔片是否符合标准，无疑是重中之重。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了动压径向气体轴承箔片静力学性能测试装置及测试方法，实现了动压气体轴承箔片的静力学特性测试，解决了轴承箔片静力学特性无法测试的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：动压径向气体轴承箔片静力学性能测试装置，包括升降工作台、十字滑台、测量系统、平箔/波箔夹具、半组合体夹具、组合体夹具，十字滑台固定在升降工作台的台面上，测量系统中的加载机构通过移动副与升降台的升降机构连接，平箔/波箔夹具、半组合体夹具、组合体夹具到达测试位置后通过与十字滑台螺栓连接的定位块限位。

进一步地，升降工作台包括：升降工作台旋柄、旋柄、L型固定架、钻柱、小扭杆、滑轨、升降台、扭杆、工作台，升降工作台旋柄安装在钻柱上，升降头套在钻柱上并通过扭杆紧固，同时滑轨将升降台与L型固定架相连，并通过大扭杆紧固；L型固定架顶部与旋柄相连；钻柱底部与工作台相连。

进一步地，测量系统包括：数显微分头、连接器、载荷传感器、采集显示系统、锥形加载头、固定杆，数显微分头与连接器通过螺纹连接；连接器与载荷传感器通过螺纹孔及螺钉连接；载荷传感器与锥形加载头通过螺纹连接；载荷传感器与采集显示系统通过导线相连接；采集显示系统固定在固定杆上，并通过螺栓连接固定在钻柱上。

进一步地，平箔/波箔夹具、半组合体夹具、组合体夹具通过定位块和T型凹槽螺栓连接实现与十字滑台的固定，并实现定位的作用。平箔/波箔夹具可用于平箔/波箔刚度的测量、半组合体夹具可用于半组合体刚度的测量、组合体夹具可用于组合体刚度的测量。

进一步地，平箔/波箔夹具包括平箔/波箔夹具底座、平箔/波箔夹具支撑块、箔片上压块、波箔上压块、内六角螺钉，夹具底座上部装有支撑块；支撑块上部通过内六角螺钉与箔片上压块和波箔上压块相连。

进一步地，半组合体夹具包括半组合体夹具支撑块、半组合体夹具主轴、内六角螺钉、半组合体夹具底座，夹具底座上部装有夹具支撑块；夹具支撑块上部装有夹具上压块；夹具支撑块通过内六角螺钉与夹具底座相连。