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一种径向磁悬浮轴承静态特性测试装置，主要由加载及测量机构、被测试径向磁悬浮轴承、转子限位及测量机构、定子固定机构组成；其特征在于：加载及测量机构包括：锁紧螺母(1)、加载旋转盖(2)、加载丝杠(3)、套筒端盖(4)、深沟球轴承(5)、套筒(6)、小螺母(7)、移动杆(8)、止推片(9)、加载夹具(10)、加载底座(11)、测力计(14)、U型转子推动杆(15)；被测试径向磁悬浮轴承包括：转子(12)、定子(13)；转子限位及测量机构包括：位移传感器探头(16)、转子径向移动杆(17)、聚甲醛树脂薄板(18)、上压块(19)、U型底座(20)、U型底座支撑座(21)；定子固定机构包括：上V型块(22)、压杆(23)、调整螺母(24)、下半V型块(25)、导轨座(26)、锁紧螺钉(27)、压条(28)、螺母(29)、丝杠(30)、底座(31)；锁紧螺母(1)安装在加载丝杠(3)的前端螺纹上，用以压紧加载旋转盖(2)，加载丝杠(3)与深沟球轴承(5)的内圈过盈配合，深沟球轴承(5)的外圈与套筒(6)间隙配合，套筒端盖(4)通过螺钉固定在套筒(6)前端面上，同时将深沟球轴承(5)在轴向上压紧，小螺母(7)的内螺纹和加载丝杠(3)的相应螺纹配合，其端面又通过螺钉同轴固定在移动杆(8)的前端面上，小螺母(7)和移动杆(8)都安装在套筒(6)内，两个止推片(9)通过螺钉安装在套筒(6)的后端面上，其底面分别与移动杆(8)的上下两个平面配合，测力计(14)通过两端外螺纹分别和移动杆(8)后端内螺纹和U型转子推动杆(15)内螺纹相连，U型转子推动杆(15)通过螺钉将左右两个转子径向移动杆(17)夹紧，左右两个转子径向移动杆(17)通过螺纹与转子(12)相连，加载夹具(10)固定套筒(6)，且加载夹具的下底面通过螺钉安装在加载底座(11)上；聚甲醛树脂薄板(18)共两片，其中一片通过螺钉固定在上压块(19)上，另一片通过螺钉固定在U型底座(20)上，上压块(19)通过螺钉固定在U型底座(20)上，位移传感器探头(16)安装在U型底座(20)两侧，U型底座(20)通过螺钉固定在U型底座支撑座(21)上，转子限位及测量机构共两个，分别安装在定子固定机构左右两侧，对称分布；上V型块(22)通过压杆(23)和调整螺母(24)把定子(13)压在左右两个下半V型块(25)上，两个下半V型块(25)的下部导轨安装在导轨座(26)的导轨槽内，压条(28)安装在两个下半V型块(25)导轨和导轨座(26)之间，锁紧螺钉(27)通过导轨座(26)螺钉孔将压条(28)压紧，螺母(29)由外圆柱面定位，通过螺钉固定在下半V型块(25)孔内，并和丝杠(30)组成丝杠‑螺母运动副，螺母(29)为厚螺母，材料为40Cr；上述加载底座(11)、U型底座支撑座(21)及导轨座(26)通过螺钉安装在底座(31)上；小螺母(7)和移动杆(8)内螺纹，旋向相同，导程角相同，材质为40Cr；通过加载旋转盖(2)调整U型转子推动杆(15)的位置，带动转子径向移动杆(17)以及转子(12)水平径向移动，从而调整转子(12)和定子(13)的间隙，通过测力计(14)测得定子(13)和转子(12)之间的作用力；上压块(19)通过螺钉固定在U型底座(20)上之后，使上下两片聚甲醛树脂薄板(18)与转子径向移动杆(17)外圆柱面相切，从而限制转子径向移动杆(17)竖直方向移动自由度，保留转子径向移动杆(17)水平径向移动自由度；丝杠(30)为双螺纹丝杠，左右两边螺纹导程相同，旋向相反，通过旋转丝杠(30)调整两个下半V型块(25)的相对位置，进而调整定子(13)的高度；两个下半V型块(25)调整好位置后，通过锁紧螺钉(27)和压条(28)固定在导轨座(26)上，每个U型底座(20)上安装两个位移传感器探头(16)，位移传感器探头(16)安装在U型底座的两侧板内侧，与转子径向移动杆(17)轴线同一水平高度，两个位移传感器探头(16)相对安装以形成差动，探测面为转子径向移动杆(17)外圆柱面，每个位移传感器探头(16)的探测距离为0.5mm～1mm，通过检测转子径向移动杆(17)的位置得到转子水平径向平动位移；当需要对被测试径向磁悬浮轴承进行测试时，首先把加载及测量机构固定在加载底座上，通过加载夹具上两个螺钉，把加载及测量机构固定在加载底座上；把被测试径向磁悬浮轴承定子放在两个下半V型块上；将两个转子径向移动杆与转子连接，然后将其穿过定子，并放置在U型底座中，以使转子径向移动杆位于U型底座上的两个位移传感器探头之间，将上压块通过螺钉固定在U型底座上，U型转子推动杆通过螺钉将两端的转子径向移动杆夹紧，之后在U型转子推动杆与移动杆之间接入测力计；转子和加载及测量机构高度相同，其高度依靠设计时零件尺寸保证；调整定子的位置：旋转双螺纹丝杠，由于螺纹旋向相反，螺纹旋转时两个螺母分别固定在前、后两个下半V型块上，限制了螺母的旋转运动，由于两个螺母旋向相反，则螺母带动两个下半V型块移动沿导轨座上导轨移动，当顺时针旋转丝杠时，两个下半V型块靠近，通过斜面的作用，以使定子的位置高度增加；当逆时针旋转丝杠时，两个下半V型块离开，通过斜面的作用，以使定子的位置高度降低，最终使得被测试径向磁悬浮轴承定子与转子在同一高度上，从而实现适应多种尺寸径向磁悬浮轴承的测试；调整完之后旋转锁紧螺钉，通过压条把两个下半V型块固定在导轨座上，然后旋转两调整螺母把上V型块压紧定子；最后转动加载旋转盖调整转子与定子之间水平方向上的间隙：转动加载旋转盖使转子与定子一侧接触，记录下此时位移传感器的示数，然后反向转动加载旋转盖，根据位移传感器示数慢慢调节转子位置，直到使转子位于定子中心时停止，此时保证了转子和定子之间水平方向上有0.3mm的间隙；调整完成之后就可以进行测试试验了；测试时先记下位移传感器的示数，小幅度转动加载旋转盖，加载旋转盖带动加载丝杠转动，由于加载丝杠与深沟球轴承内圈过盈配合，深沟球轴承通过套筒端盖固定在套筒内，所以加载丝杠无法轴向移动，加载丝杠螺纹部分与小螺母形成螺纹配合，由于套筒限位，则小螺母会带动移动杆相对于加载丝杠前进或后退，转子径向移动杆外圆柱面采用了位移传感器差动，能够更加精确地读取转子的水平径向位移，由于加载丝杠上与小螺母进行螺纹配合的螺纹的螺旋升角小于摩擦副的当量摩擦角，所以加载丝杠与小螺母能自锁，这时通过改变定子线圈电流的大小测量在一定的位置上磁悬浮力与电流之间的关系，从而确定被测试径向磁悬浮轴承的电流刚度；给定某一电流，通过不停的转动加载旋转盖，记录下相应的位移传感器和测力计的示数，测得位移与磁悬浮力之间的关系，从而确定被测试径向磁悬浮轴承的位移刚度。 |
