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一种气体静压主轴近壁层气膜压力场连续测量实验装置


技术摘要:
一种气体静压主轴近壁层气膜压力场连续测量实验装置,包括主轴系统、传感测试系统、气源系统;所述主轴系统包括空心主轴,空心主轴的外部套设有轴套,轴套的外部套设有轴套固定套;空心主轴的两端部分别设有止推盘,止推盘的外侧设有推盘;空心主轴的下方设有导轨,推  全部
背景技术:
气体静压主轴采用压力气膜作为工作介质,通过气体压力进行承载。气体轴承的 静动态特性对于主轴综合性能具有重要影响,一定程度上直接决定了主轴回转精度,而气 膜压力场特性直接影响了气体轴承的静动态特性。真正工作状态下气体静压主轴气膜压力 场的测量非常困难,因此需要设计能够反映实际气体静压主轴工作状况的实验装置,降低 气膜压力场的测量难度并实现气膜压力的精确测量。气膜沿主轴径向可分为近壁层、稀薄 层、连续流层,主轴近壁层的气膜压力直接影响主轴回转精度,但以往的传感器通常安装在 轴套上,被测量通常为轴套近壁层气膜压力。此外,因传感器尺寸等因素限制,一般只能采 用多点测量,难以实现连续测量。相比于多点测量,连续测量能够更加精确反映气膜压力场 的实际情况。因此设计一种对主轴近壁层气膜压力场连续测量的实验装置,具有重要价值。
技术实现要素:
为克服上述问题,本发明提供一种气体静压主轴近壁层气膜压力场连续测量实验 装置。 本发明采用的技术方案是:一种气体静压主轴近壁层气膜压力场连续测量实验装 置,包括主轴系统、传感测试系统、气源系统; 所述主轴系统包括:空心主轴、止推盘、推盘、轴套、轴套固定套和导轨;空心主轴 的两端部分别设有止推盘,止推盘的外侧设有推盘;空心主轴的外部套设有轴套,轴套的外 部套设有轴套固定套;推盘上沿周向设有间隔分布的至少四个推盘节流孔;轴套以其中心 径向截面为中心对称设有两组轴套节流孔,每组轴套节流孔包括至少四个轴套节流孔,每 组轴套节流孔的轴线均位于同一径向截面上,且每组轴套节流孔沿轴套的周向间隔分布; 推盘与止推盘之间的间隙形成第一间隙槽,空心主轴与轴套之间的间隙形成第二间隙槽; 推盘节流孔与第一间隙槽连通,轴套节流孔与第二间隙槽连通;推盘节流孔、轴套节流孔分 别连接气源系统,在第一间隙槽内形成第一气膜,在第二间隙槽内形成第二气膜;空心主轴 沿竖直方向的下方设有导轨,导轨的轴线与空心主轴的轴线平行,导轨的外表面沿其轴线 设有刻度;推盘的下端通过滑块滑动设置在导轨内,并能够沿空心主轴的轴向进行移动; 所述传感测试系统包括:微压力传感器、信号采集器和工控分析台;空心主轴在其 中心径向截面上沿周向设有间隔分布的至少四个细孔;每个细孔分别从空心主轴的内部插 入微压力传感器,微压力传感器通过屏蔽线缆连接至信号采集器,信号采集器通过信号线 连接至所述工控分析台; 所述气源系统包括:用于产生高压气体的气源发生器、用于对高压气体进行过滤 净化、减压、稳压和控温的气体处理装置、以及输送气管;推盘节流孔和轴套节流孔分别通 过输送气管依次连接有气体处理装置、气源发生器。 3 CN 111579143 A 说 明 书 2/3 页 本发明的有益效果是:能够对空心主轴近壁层的气膜压力场进行精确连续测量, 有益于验证并改进气体静压主轴气膜压力模型,为气体静压主轴的优化设计提供数据支 撑;测试过程无干扰,可靠性高。 附图说明 图1是本发明的结构示意图。 图2是本发明的主轴系统的横剖面图。 附图标记说明:1、空心主轴;2、轴套;2-1、轴套节流孔;3、轴套固定套;4、微压力传 感器;5、第二气膜;6、工控分析台;7、信号采集器;8、气体处理装置;9、气源发生器;10、输送 气管;11、推盘;11-1、推盘节流孔;12、止推盘;13、导轨。
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