[发明专利]测试弹性箔片推力轴承起飞转速的装置

说明书

技术领域

本发明涉及轴承的性能测试技术领域，尤其涉及一种测试弹性箔片推力轴承起飞转速的装置。

背景技术

推力轴承的起飞转速是推力盘表面和气体推力轴承工作表面间形成完全气体润滑的标志，也是动压气体轴承的重要指标之一。目前，弹性箔片轴承的性能测试主要是进行承载能力和动特性系数的测试实验，虽然有些文献中提到轴承参数和工作条件对轴承起飞转速有影响，但并没有给出起飞转速的测试装置和识别方法。现有文献中有些详细描述了油膜静压径向轴承起飞转速的测试方法，如：“0n the lift-off speed in journalbearings”(刊于《Tribology Letters》VOL20，NO.3-4，2005.10，P299-305)提出在轴承座上安装悬臂杠杆机构，在不同静态载荷和供油温度下，测量轴承表面和轴颈表面的摩擦系数，通过摩擦系数与转速的Stribeck曲线判断轴承的起飞转速，也就是摩擦系数法。但对气体推力轴承而言，推力盘和轴承表面间的摩擦力不易测定，很难通过摩擦力矩法识别弹性箔片气体轴承的起飞转速。随着弹性箔片气体轴承在涡轮机、燃气轮机等高速旋转机械中的应用，通过实验确定其起飞转速显得尤为重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种测试弹性箔片推力轴承起飞转速的装置，可以进行弹性箔片推力轴承的起飞转速测试，并通过位移响应频谱法识别起飞转速。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种测试弹性箔片推力轴承起飞转速的装置，包括一异步电机1和与其连接的变频器16，异步电机1通过高速柔性联轴节2与轴颈7一端连接，轴颈7由滚动轴承6支承，滚动轴承6安装在滚动轴承座4上；滚动轴承6与一油气润滑器17相连通，通过油气润滑器17对滚动轴承6进行润滑，在轴颈7的另一端安装有推力盘9以及用于固定被测试推力轴承11的推力轴承座12，推力轴承座12通过轴肩安装在推力轴承固定座10的通孔中，推力轴承座12与气缸13的活塞连接，在气体压力作用下由气缸13带动推力轴承座12产生轴向运动给被测试推力轴承11施加轴向载荷；在实验台基座16上靠近电机端的位置安装一测量轴颈7的实际工作转速的光电转速传感器15。在轴颈7的中间位置成90°安装有两个探头指向相对坐标方向、测试轴颈7在水平方向和垂直方向的径向位移的电涡流位移传感器8，在推力轴承座12上安装了一个测量被测试推力轴承11和推力盘9表面间的相对轴向位移的电涡流位移传感器8。

数据采集由传感器21进行，传感器21测得的数据经放大器22放大后由采集卡23采集并输入计算机24进行存储，以便进行分析；所说的传感器21包括光电转速传感器15和所有的电涡流位移传感器8。

本发明的有益效果是：通过异步电机1驱动转子，并由加载装置改变轴承的静态载荷，可以测定不同载荷下的箔片推力轴承起飞转速。

附图说明

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

图1是被测试弹性箔片推力轴承的结构示意图。

图2是本发明弹性箔片推力轴承测试装置的结构示意图。

图3是数据采集系统的示意图。

图4是位移响应频谱法识别起飞转速的例图；其中，图4(a)是起飞前的轴向位移响应频谱图；图4(b)是起飞后的轴向位移响应频谱图；横座标表示频率；纵座标表示位移响应幅值。

具体实施方式

下面结合附图对本明的结构原理及工作原理作进一步详细说明。

参见图1，被测试的推力轴承11的结构包括底层箔片20、八片相同的扇形顶层箔片18和支承拱箔19，顶层箔片18和支承拱箔19的一端焊接在底层箔片20上并沿底层箔片20周向均匀分布，另一端自由，顶层箔片18靠近焊接端的部分是一锥面，可以与推力盘9表面形成收敛的气膜间隙。试验中推力盘9沿从焊接端到自由端的方向旋转。