[实用新型]无摩擦气缸抗侧向力测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无摩擦气缸的测试装置，尤其是一种无摩擦气缸抗侧向力测试装置。 

背景技术

随着现代工业及高科技的飞速发展，气体润滑轴承技术得到广泛应用，它是用气体代替油作为润滑剂，在轴与轴承套之间构成气膜，使活动面和静止面避免直接接触的理想的支承元件。 

气体润滑技术在实现零摩擦气缸上也得到应用，缸筒与活塞之间留有极小的间隙，并在活塞径向上设置匀分布的节流孔，采用气缸自身容腔中的压缩空气作为润滑剂，将气体引入间隙中，使活塞在气缸中处于完全悬浮状态，活塞和缸筒彼此不接触，从而消除了气缸结构中活塞与缸筒之间的摩擦力。 

无摩擦气缸的加工要求很高，活塞与缸筒之间的间隙大小直接影响着气膜的形成，气膜的承载能力也是有限的，因此当活塞承受一个径向的力时，会破坏缸筒与活塞间的气膜而相互接触产生摩擦力，即无摩擦气缸的抗侧向能力；气膜的形成与通入的气压大小以及与缸筒和活塞之间间隙的大小及精度有关；不同应用领域对无摩擦气缸活塞的抗侧向能力要求不同，因此对无摩擦气缸的抗侧向能力进行测试是不可缺少的；无摩擦气缸有不同的结构，且活塞位于缸筒内不同位置时抗侧向能力会因各个因素的影响而不同。申请号为201010530570.3的“气浮轴承的刚度测试装置”、申请号为201010180373.3 的“一种 静压气浮轴承的性能检测装置”都只能测试出静态时两气浮面间气膜的承载能力，目前行业内没有一种可行的针对于无摩擦气缸抗侧向力的检测装置和测试标准。 

发明内容

为了克服现有技术中不能测试无摩擦气缸的抗侧向能力的不足，本实用新型提供一种动态测量、不引入其他扰动力、检测精度高的无摩擦气缸抗侧向力能力测试装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种无摩擦气缸抗侧向能测试装置，包括机架、气浮垫、电磁铁、铁磁体、力传感器和垫块，所述无摩擦气缸的无杆腔侧固定在机架上，所述无摩擦气缸的活塞杆呈向上布置，所述铁磁体与无摩擦气缸的活塞固定连接，所述垫块套装在所述活塞杆的上端，所述气浮垫安装在升降机构上且与所述垫块同心，所述气浮垫位于所述垫块上且两者之间气浮式连接，所述升降机构安装在机架上，所述电磁铁与力传感器连接，所述力传感器与所述升降机构连接，所述电磁铁与所述铁磁体正对，所述升降机构上设有气浮垫供气口，所述机架上设有无摩擦气缸的进气孔。 

进一步，所述铁磁体套装在活塞壁的内侧。 

或者是，所述铁磁体套装在活塞的上方。所述铁磁体也可以采用其他方式与所述活塞固定。 

更进一步，所述机架包括底座和两个支架，所述升降机构包括移动横梁、滚珠丝杠、丝杠螺母座、直线导轨和直线导轨座，所述两个支架竖直固定在底座上，所述滚珠丝杠两端通过轴承座固定在其中一 个支架上，所述直线导轨通过固定座安装在另一个支架上，所述移动横梁一端与滚珠丝杠螺母座连接，所述丝杠螺母座套装在所述滚珠丝杠上，所述移动横梁的另一端与所述直线导轨座连接，所述直线导轨座套装在所述直线导轨上，电机通过联轴器与滚珠丝杆连接；所述移动横梁上开有气浮垫供气口，所述底座上开有无摩擦气缸的进气孔；所述力传感器与连接件连接，所述连接件与第二丝杠螺母座连接，所述第二丝杠螺母座套装在所述滚珠丝杠上。当然，也可以选用其他的升降机构来实现。 

再进一步，所述电磁铁与用以通过调整电流大小改变电磁力的电磁力调节模块连接。 

所述铁磁体为生铁头。也可以采用其他能够被磁铁所吸住的铁磁体。 

本实用新型的技术构思为：移动横梁上安装有气浮垫，安装在活塞杆末端的垫块与气浮垫之间通过气体润滑，相对运动时不存在摩擦力，滚珠丝杠带动移动横梁及电磁铁同时上下移动，使得气缸通气后活塞在缸筒内可达到悬浮状态。带线圈的电磁铁通过连接件与第二滚珠丝杠螺母座固定，电磁铁跟随移动横梁运动，与活塞相对位置保持不变，通入电流时产生沿活塞径向方向的电磁力作用在活塞内壁生铁环上，转动无摩擦气缸的活塞杆，调节电磁铁通入电流的大小，由于活塞与缸筒之间通过气体润滑只存在空气阻力，但是当作用在活塞内壁生铁环上的电磁力不断增加，达到极限时活塞卡停在缸筒内并记录下此时力传感器的数值，可得到活塞位于当前位置所允许的最大的抗侧向力。 

不同的无摩擦气缸供气方式和结构均不同，对于采用活塞自身容腔供气且进气口在活塞内壁上的无摩擦气缸，在生铁环内壁上开孔使得其不影响无摩擦气缸的正常工作。