[发明专利]轴向加载测试设备和方法

说明书

本申请公开了一种轴向加载测试设备和方法，该轴向加载测试设备包括：测试台，包括转子和支座，所述转子通过箔片空气轴承转动地连接于所述支座；加载机构，包括加载环和加载套筒，所述加载环连接于所述转子，所述加载套筒套设于所述加载环，与所述加载环形成一密封空间，向所述密封空间内充入气体以通过所述加载环向所述转子施加轴向的加载力。上述的轴向加载测试设备和方法通过在转子连接加载机构的加载环，加载环套接于加载套筒，在加载套筒和加载环之间形成一密封空间，在轴向测试时，向该密封空间充入空气，空气的气压向通过加载环向转子施加轴向的加载力，转子在测试过程中承载的轴向力加载缓和，受力均匀，控制精准，自适应强的特点。

技术领域

本公开涉及测试设备领域，尤其是一种轴向加载测试设备和方法。

背景技术

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。

箔片空气轴承作为一种新型的动压空气轴承，除具备传统气体轴承转速和回转精度高、功耗小、无污染、寿命长以及能在恶劣工作环境下工作等优点，还具备自适应性好、制造装配精度要求低、抗冲击性能好、稳定性高、无需专门润滑和冷却系统、维护成本低等优点，在鼓风机、氢燃料电池压缩机、电子涡轮增压器、飞机环境控制系统{ACM)，辅助动力系统(APU)、微型燃气轮机以及小型航空涡轮发动机等高速旋转机械中得到了广泛的应用。

箔片空气轴承的性能测试包括很多项目，例如需要对连接箔片空气轴承的转子施加轴向力进行性能测试。现有的施加轴向力的方法主要通过机械的方式向转子施加轴向力，然而，这种刚性加载方式速度快，对转子的冲击力大，容易出现受力不均匀的情况，还可能损坏高速转动中的转子。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种轴向加载测试设备和方法，用于沿轴向对转子施加轴向力。

本公开提供了一种轴向加载测试设备，包括：

测试台，包括转子和支座，所述转子通过箔片空气轴承转动地连接于所述支座；

加载机构，包括加载环和加载套筒，所述加载环连接于所述转子，所述加载套筒套设于所述加载环，与所述加载环形成一密封空间，向所述密封空间内充入气体以通过所述加载环向所述转子施加轴向的加载力。

优选地，所述测试台还包括驱动机，所述驱动机连接于所述转子以驱动所述转子转动。

优选地，所述驱动机包括叶轮，所述叶轮连接于所述转子，在朝向所述叶轮导入气流时，所述叶轮转动以带动所述转子转动。

优选地，所述测试台还包括速度传感器，用于检测所述转子的转速，在所述转子的转速达到预设值后，向所述密封空间内充入气体以通过所述加载环向所述转子施加轴向的加载力。

优选地，所述加载环包括内环和外环，所述内环连接于所述转子，所述外环连接于所述内环；所述加载套筒的端部设有敞口，所述外环沿轴向方向移动地容纳于所述加载套筒的敞口以形成所述密封空间。

优选地，所述加载机构还包括力传感器，所述力传感器连接于所述加载套筒以检测所述检测套筒的加载力。

优选地，所述加载机构还包括支架和加载轴，所述加载轴一端沿轴向连接于所述加载套筒，另外一端通过所述力传感器转动地连接于所述支架。

优选地，所述加载机构还包括连接杆和直线轴承座，所述连接杆一端连接于所述力传感器，另外一端转动地连接于所述支架；所述直线轴承座沿所述加载轴的轴向方向移动地连接于所述加载轴以支撑所述加载轴。

此外，本公开还提供了一种轴向加载测试方法，包括：

向密封空间充入气体直至密封空间内的气压达到预设值；

所述密封空间内的气体挤压转子以向所述转子施加轴向的加载力。