箔片空气轴承的抗冲击测试设备的制作方法

1.本公开涉及测试设备领域，尤其是一种箔片空气轴承的抗冲击测试设备。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.箔片空气轴承作为一种新型轴承，具备转速高、自适应性好，制造精度要求低、稳定性好和维护成本低等优点，在空气悬浮离心鼓风机、压缩机、飞机环控系统、氢燃料电池空压机等高速旋转机械中得到了广泛的应用。
4.在箔片空气轴承实际使用中，往往会遇到不同的工况，其中机构受到冲击的情况时常会发生，比如氢能源汽车行驶中遇到坑洼产生的振动，飞机遇到紊流的振动等，这些冲击是否会影响到箔片空气轴承稳定使用。


技术实现要素：

5.鉴于以上内容，有必要提供一种箔片空气轴承的抗冲击测试设备，用于辅助测试箔片空气轴承的抗冲击性能。
6.本公开提供了一种箔片空气轴承的抗冲击测试设备，包括：
7.轴承座，用于收容箔片空气轴承；
8.转动机构，包括转轴和偏心套筒，所述偏心套筒套接于所述转轴，并且所述箔片空气轴承套接于所述偏心套筒，所述转轴带动所述偏心套筒转动以冲击所述箔片空气轴承；
9.传感器模块，包括加速度传感器和位移传感器，所述加速度传感器用于检测在所述偏心套筒冲击下所述转轴的加速度，所述位移传感器用于检测在所述偏心套筒冲击下所述转轴的径向位移。
10.优选地，所述轴承座包括内圈固定套和外圈固定套，所述内圈固定套用于安装所述箔片空气轴承，所述内圈固定套套设于所述外圈固定套内并且同轴转动地连接于所述外圈固定套。
11.优选地，所述轴承座还包括中间组件，所述中间组件包括第一轴承，所述第一轴承套设于所述内圈固定套和外圈固定套之间，使得所述内圈固定套通过所述第一轴承转动地连接于所述外圈固定套。
12.优选地，所述中间组件还包括第二轴承和隔套，所述第二轴承套设于所述内圈固定套和外圈固定套之间，所述隔套套设于所述内圈固定套，并且位于所述第一轴承和第二轴承之间，使得所述内圈固定套通过所述第一轴承和第二轴承转动地连接于所述外圈固定套。
13.优选地，所述转动机构包括电机和支座，所述转轴转动地连接于所述支座，并且一端从所述支座伸出连接于所述电机，另外一端套接于所述偏心套筒。
14.优选地，所述加速度传感器连接于所述外圈固定套，用于检测所述箔片空气轴承
的加速度。
15.优选地，所述位移传感器沿所述转轴的径向靠近所述转轴以检测所述转轴的径向位移。
16.优选地，所述位移传感器包括两个，其中一个沿竖直方向靠近所述转轴以检测所述转轴沿竖直方向的位移，另外一个沿水平方向靠近所述转轴以检测所述转轴沿水平方向的位移。
17.优选地，所述加速度传感器包括两个，其中一个沿竖直方向连接于所述外圈固定套以检测沿竖直方向的加速度，另外一个沿水平方向连接于所述外圈固定套以检测沿水平方向的加速度。
18.优选地，所述偏心套筒的偏心距为0.02～0.1mm。
19.相较于现有技术，上述的箔片空气轴承的抗冲击测试设备通过将偏心套筒套接于转轴上，由于偏心套筒又套接于轴承座，在需要测试时，转轴转动时可以带动偏心套筒转动，偏心套筒会对轴承座内的箔片空气轴承造成冲击，冲击时带来的位移和加速度将被传感器模块的位移传感器和加速度传感器采集，从而可以根据位移和加速度辅助评估箔片空气轴承的抗冲击性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是箔片空气轴承的抗冲击测试设备的结构示意图。
22.图2是箔片空气轴承的抗冲击测试设备的剖面结构示意图。
23.图3是转动机构的结构示意图。
24.图4是轴承座在分解状态下的结构示意图。
25.图5是轴承座和传感器模块的结构示意图。
26.主要元件符号说明
27.轴承座10外圈固定套11内圈固定套12隔套13第二轴承14挡板141第一轴承15挡圈151转轴20偏心套筒21位移传感器30加速度传感器31基座40
电机50联轴器51
28.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。
31.在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
32.图1是箔片空气轴承的抗冲击测试设备的结构示意图，图2是箔片空气轴承的抗冲击测试设备的剖面结构示意图。箔片空气轴承的抗冲击测试设备用于辅助对箔片空气轴承的抗冲击性能进行测试，具体而言，检测箔片空气轴承在外界冲击作用下，根据位移参数、加速度参数和箔片空气轴承的形变量等参数来评估箔片空气轴承的抗冲击性能。如图1和图2所示，箔片空气轴承的抗冲击测试设备包括轴承座10、转动机构和传感器模块，轴承座10用于安装箔片空气轴承，转动模块用于转动安装在轴承座10内的箔片空气轴承并向箔片空气轴承提供冲击力，传感器模块用于测试箔片空气轴承在冲击力下的各项测试参数。
33.图3是转动机构的结构示意图，如图1-3所示，转动机构包括基座40、电机50、转轴20和偏心套筒21。基座40用于安装电机50和转轴20等部件，本实施方式中，基座40大体呈u字形结构，后端(即电机50所在的端部)安装有电机50，并且电机50的输出轴从后端伸出至中部的开口处位置。基座40的前端(即安装转轴20的端部)转动地连接所述转轴20，转轴20转动地连接于基座40的前端，并且两端分别从基座40的前端伸出，即，转轴20的后端伸出于基座40的中部的开口处位置，前端从基座40的前端伸出。为了能够牵引转轴20转动，本实施方式中，转动机构还包括联轴器51，电机50的输出轴在基座40的开口处位置通过联轴器51连接于转轴20，从而，电机50可以通过联轴器51带动转轴20高速转动，并且具有较好的稳定性。偏心套筒21的外圆与内孔的轴线平行而不相重合，两条平行轴线之间的距离称为偏心距。在一些优选的实施方式中，偏心套筒21的偏心距优选为为0.02～0.1mm。本实施方式中，偏心套筒21的内孔同轴安装于转轴20，使得转轴20可以带动偏心套筒21高速转动。同时，偏心套筒21的外圆套接于箔片空气轴承，在转轴20带动偏心套筒21转动过程中，偏心套筒21可以向箔片空气轴承施加预设的冲击力。
34.图4是轴承座10在分解状态下的结构示意图。如图1、图2和图4所示，轴承座10用于
收容箔片空气轴承，使得箔片空气轴承安装于该轴承座10内，并且箔片空气轴承套接于偏心套筒21的外圆上，所述转轴20带动所述偏心套筒21转动以冲击所述箔片空气轴承，这样，可以通过偏心套筒21可以向箔片空气轴承施加冲击力以测试箔片空气轴承的抗冲击性能。
35.轴承座10包括外圈固定套11、中间组件和内圈固定套12，其中，中间组件设置于内圈固定套12和外圈固定套11之间，使得内圈固定套12和外圈固定套11之间可以相对同轴转动，传感器模块安装于外圈固定套11和内圈固定套12上，用于对径向箔片气体轴承的径向方向的一个或者多个参数进行测试，完成对径向箔片气体轴承的径向测试。
36.如图4所示，外圈固定套11大体呈圆柱体结构，内部具有一沿轴向贯通的通孔。在外圈固定套11的至少一端部设有一挡板141，挡板141可以通过一个或者多个连接件连接于外圈固定套11的端面。本实施方式中，挡板141具有一与外圈固定套11同轴，但内径小于外圈固定套11的通孔，使得挡板141可以沿圆周方向止挡外圈固定套11内部的部件。
37.内圈固定套12用于安装所述径向箔片气体轴承。内圈固定套12大体呈圆柱状结构，设有一沿轴向方向贯通的通孔。箔片空气轴承可以安装至该通孔内并通过压片进行固定。压片为薄片状结构，可以通过螺钉固定于内圈固定套12的端面，从而可以固定箔片空气轴承。并且，内圈固定套12的中部的径向尺寸大于两端的径向尺寸，形成“凸”字形结构以安装中间组件。
38.中间组件连接于内圈固定套12的径向方向的外侧，以及外圈固定套11的径向方向的内侧，即位于内圈固定套12和外圈固定套11之间，使得内圈固定套12和外圈固定套11之间可以相对的同轴高速转动。所述中间组件包括第一轴承15、第二轴承14和隔套13。所述第一轴承15和第二轴承14为深沟球轴承，分别套设于所述内圈固定套12的两端，并且位于内圈固定套12和外圈固定套11之间，使得所述内圈固定套12通过所述第一轴承15转动地连接于所述外圈固定套11。为了止挡第一轴承15，所述中间组件还包括挡圈151，所述挡圈151连接于所述外圈固定套11的内端面和第一轴承15的外端面之间，以沿所述第一轴承15的轴向方向卡止所述第一轴承15。所述隔套13套设于所述内圈固定套12，并且位于所述第一轴承15和第二轴承14之间，从而可以隔离所述第一轴承15和第二轴承14。
39.图5是轴承座10和传感器模块的结构示意图。如图1、图2和图5所示，传感器模块包括加速度传感器31和位移传感器30，其中，所述加速度传感器31用于检测所述转轴20在所述偏心套筒21冲击下的加速度，所述位移传感器30用于检测所述转轴20在所述偏心套筒21冲击下的径向位移，以通过所述位移传感器30检测的径向位移和加速度传感器31检测的加速度，以及所述箔片空气轴承的箔片的形变量测试所述箔片空气轴承的抗冲击性能。本实施方式中，所述加速度传感器31连接于所述外圈固定套11，用于检测所述箔片空气轴承的加速度。具体的，所述加速度传感器31包括两个，其中一个沿竖直方向连接于所述外圈固定套11以检测沿竖直方向的加速度，另外一个沿水平方向连接于所述外圈固定套11以检测沿水平方向的加速度。
40.所述位移传感器30沿所述转轴20的径向靠近所述转轴20以检测所述转轴20的径向位移。位移传感器30可以是电涡流位移传感器30，可以是多个，并且端部靠近转轴20。本实施方式中，位移传感器30大体呈杆状结构，在使用过程中，可以根据实际需要调整位移传感器30的端部与转轴20之间的距离，使得位移传感器30可以感应转轴20的位置以测量所述转轴20的位移。本实施方式中，所述位移传感器30包括两个，其中一个沿竖直方向靠近所述
转轴20以检测所述转轴20沿竖直方向的位移，另外一个沿水平方向靠近所述转轴20以检测所述转轴20沿水平方向的位移。
41.工作时，将箔片空气轴承的抗冲击测试设备安装调试完成后，启动电机50，电机50带动转轴20和偏心套筒21转动，此时，偏心套筒21会对轴承座10内的箔片空气轴承造成冲击。
42.冲击时带来的位移可以通过垂直方向和水平方向设置的两个位移传感器30检测，加速度将被垂直方向和水平方向设置的两个加速度传感器31检测。然后，将采集的位移信号和加速度参数传送到计算机进行处理。
43.测试完成后，取下并测量测量箔片空气轴承的波箔和顶箔的各项参数进行对比，获取箔片空气轴承的形变量，并结合计算机处理的数据评估箔片空气轴承的抗冲击性能。
44.上述的箔片空气轴承的抗冲击测试设备通过将偏心套筒21套接于转轴20上，由于偏心套筒21又套接于轴承座10，在需要测试时，转轴20转动时可以带动偏心套筒21转动，偏心套筒21会对轴承座10内的箔片空气轴承造成冲击，冲击时带来的位移和加速度将被传感器模块的位移传感器30和加速度传感器31采集，从而可以根据位移和加速度辅助评估箔片空气轴承的抗冲击性能。上述实施方式提供的抗冲击测试设备方便安装调试、成本低，通用性好，可模冲击对箔片空气轴承的影响，轴系除可测试冲击工况外，还能测试负载能力等实验。
45.在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
46.以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。