波箔疲劳寿命测试设备的制作方法

专利检索2022-05-11  1



1.本公开涉及测试设备领域,尤其是一种波箔疲劳寿命测试设备。


背景技术:

2.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。
3.箔片空气轴承是一种动压轴承。动压轴承利用气体作为润滑介质,具有摩擦小,运转平稳,转速高等优点,目前已经广泛运用在高转速旋转机械中。由于动压轴承无辅助气源,在转子启停和转子未达到稳定转速时,起支撑作用的波箔片会受到挤压产生变形,波箔片的不可逆的形变程度不同,会影响整个箔片空气轴承的性能,波箔片的变形会直接影响箔片空气轴承的寿命。


技术实现要素:

4.鉴于以上内容,有必要提供一种波箔疲劳寿命测试设备,用于辅助测试波箔片的疲劳寿命。
5.本公开提供了一种波箔疲劳寿命测试设备,包括:
6.测试台,包括用于承载波箔片的底板;
7.加载机构,包括驱动组件和加载盘,所述驱动组件连接于所述加载盘,用于驱动所述加载盘往复移动以多次挤压位于所述测试台上的波箔片;
8.传感器模块,包括力传感器和位移传感器,所述力传感器用于检测所述加载盘承载的加载力,所述位移传感器用于检测所述加载盘的位移,以通过所述力传感器检测的加载力、位移和所述波箔片的形变量测试所述波箔片的疲劳寿命。
9.优选地,所述驱动组件包括:
10.气缸;
11.加载轴,一端连接于所述气缸,另外一端连接于所述加载盘,用于在所述气缸驱动下往复移动以多次通过所述加载盘挤压位于所述底板上的波箔片。
12.优选地,还包括机架,所述驱动组件还包括调整座,所述调整座包括安装支架和连接板,所述安装支架连接于所述机架,包括沿所述加载轴的轴向方向延伸的长孔;所述气缸连接于所述连接板,所述连接板通过连接件穿过所述长孔连接于所述支架。
13.优选地,所述驱动组件还包括加载头,所述加载头一端与所述气缸螺纹连接,另外一端连接于所述加载轴。
14.优选地,所述驱动组件还包括滑动轴承,所述滑动轴承连接于所述测试台,并且具有沿所述加载轴的长度方向贯通的通孔,所述加载轴穿过所述通孔连接于所述加载盘。
15.优选地,所述驱动组件还包括弹簧和压板,所述压板连接于所述加载轴,所述弹簧套设于所述加载轴,并且一端抵接于所述压板,另外一端抵接于所述滑动轴承,用于在回复力的作用下复位所述加载轴。
16.优选地,所述力传感器设于所述加载轴和所述加载盘之间,使得所述加载轴通过所述力传感器连接于所述加载盘以检测所述加载盘的加载力。
17.优选地,所述位移传感器为电涡流位移传感器,所述位移传感器连接于所述测试台并且靠近所述加载盘以测量所述加载盘的位移。
18.优选地,所述测试台还包括支撑架,所述位移传感器为多个并且相对所述加载轴对称地连接于所述支撑架。
19.优选地,所述支撑架包括连接部和支撑部,所述连接部平行设置于所述底板的上方,所述支撑部连接于所述连接部以支撑所述连接部,所述加载盘位于所述连接部和所述底板之间。
20.相较于现有技术,上述的波箔疲劳寿命测试设备可以将待测试的波箔片放置于测试台,加载机构的驱动组件往复移动,推动加载盘多次以挤压位于测试台上的波箔片,在挤压过程中,通过传感器模块的力传感器和位移传感器检测加载盘的加载力以及位移,从而可以结合波箔片的形变量对波箔片的疲劳寿命作出检测。该波箔疲劳寿命测试设备具有良好的通用性,可替换不同规格的波箔片片,根据实际需要调整气缸的位置或更换气缸,提供不同压力和位移量,的结构简单,操作方便,方便安装与测试。
附图说明
21.为了更清楚地说明具体实施方式,下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是波箔疲劳寿命测试设备的结构示意图。
23.图2是驱动组件的结构示意图。
24.图3是气缸和调整座的结构示意图。
25.图4是加载头、加载轴和弹簧的结构示意图。
26.图5是测试台和加载盘的结构示意图。
27.主要元件符号说明
[0028][0029][0030]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。
具体实施方式
[0031]
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
方式,都属于本公开保护的范围。
[0032]
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本公开。
[0033]
在各实施例中,为了便于描述而非限制本公开,本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
[0034]
图1是波箔疲劳寿命测试设备的结构示意图。如图1所示,波箔疲劳寿命测试设备包括、机架10、测试台30、加载机构和传感器模块。测试台30用于承载所述箔片空气轴承的波箔片40,加载机构用于向位于测试台30上的波箔片40往复地、多次施加加载力。传感器模块用于检测波箔片40承受的加载力以及在该加载力作用下产生的位移,根据波箔片40的形变量测试所述波箔片40的疲劳寿命。
[0035]
机架10用于承载加载机构和传感器模块,并且收容测试台30。本实施方式中,机架10大体呈架体状结构,内部具有一容腔11。所述加载机构设置于机架10,测试台30设置于机架10的容腔11内,并且加载机构从机架10的顶部穿过机架10进入容腔11内,从而可以对容腔11内的波箔片40进行测试。在一些实施方式中,容腔11可以是封闭的,在另外一些实施方式中,容腔11也可以是与外界连通的开放式结构,本领域技术人员可以根据需要设置容腔11的结构,本技术对此不作限制。
[0036]
图2是驱动组件20的结构示意图。如图2所示,加载机构用于向测试台30的波箔片40施加加载力,包括驱动组件20和加载盘27。所述驱动组件20连接于所述加载盘27,用于驱动所述加载盘27往复移动以多次挤压位于所述测试台30上的波箔片40。在一些实施方式中,所述驱动组件20包括气缸21、加载头23和加载轴28。
[0037]
图3是气缸21和调整座22的结构示意图。如图2和图3所示,气缸21安装于机架10的顶部,输出轴沿竖直方向向下延伸并连接于所述加载头23。本实施方式中,气缸21可以是单动气缸21,通过电磁阀进行控制。驱动组件20还可以包括调整座22,气缸21可以通过调整座22连接于机架10的顶部,从而可以通过调整座22调整气缸21的位置。所述调整座22包括安装支架221和连接板222,所述安装支架221大体呈“u”字形结构,连接于所述机架10。安装支架221的开口端的两侧设有沿所述加载轴28的轴向方向延伸并贯通的长孔223。长孔223相对设置,可以是通孔,也可以是盲孔。连接板222沿水平方向连接于安装支架221的开口端,所述连接板222通过连接件(例如螺栓、螺钉等)穿过所述长孔223连接于所述支架,从而可以根据实际需要沿竖直方向调整连接板222的高度位置,而由于所述气缸21沿竖直方向连接于所述连接板222,这样,通过改变连接板222的位置可以调整气缸21的位置。
[0038]
图4是加载头23、加载轴28和弹簧25的结构示意图。如图3和图4所示,加载头23用于连接气缸21的活塞杆和加载轴28。加载头23的端部设有连接孔231,气缸21的活塞杆的端部插接于该连接孔231内,实现与加载头23的连接。在一些实施方式中,该连接孔231的侧壁设有螺纹,使得气缸21的活塞杆可以与加载头23通过螺纹连接。加载轴28大体呈长杆状结构,沿竖直方向延伸,并且端部连接于所述加载头23。
[0039]
请重新参阅图1,该驱动组件20还包括滑动轴承26,滑动轴承26连接于测试台30,
并且具有沿所述加载轴28的长度方向延伸并贯通的通孔,所述加载轴28穿过所述通孔连接于所述加载盘27。这样,加载轴28可以在滑动轴承26的通孔内沿竖直方向来回移动,能够的得到滑动轴承26的支撑,提高加载轴28的支撑度,防止加载轴28形变。记载轴的端部穿过滑动轴承26后,连接于所述加载盘27。所述驱动组件还包括弹簧25和压板24,所述压板24连接于所述加载轴28,所述弹簧25套设于所述加载轴28,并且一端抵接于所述压板24,另外一端抵接于所述滑动轴承26。在安装时,压板24通过锁紧螺母241抵接于弹簧25,用于在回复力的作用下复位所述加载轴28。
[0040]
记载盘大体呈圆盘状结构,沿水平面延伸并且连接于加载轴28的底部。在工作过程中,气缸21可以通过加载轴28带动加载盘27沿竖直方向往复移动以挤压波箔片40,以模拟箔片空气轴承实际的使用工况。
[0041]
图5是测试台30和加载盘27的结构示意图。如图5所示,测试台30用于承载波箔片40,并且通过滑动轴承26支撑加载轴28的端部以提高加载轴28的稳定度。所述测试台30呈平台架状结构,包括底板31和支撑架。底板31大体呈平板状结构,用于安装和承载待测试的波箔片40。所述支撑架包括连接部33和支撑部32,所述连接部33平行设置于所述底板31的上方,所述支撑部32连接于所述连接部33以支撑所述连接部33,这样,所述加载盘27位于所述连接部33和所述底板31之间。
[0042]
如图5所示,传感器模块用于检测波箔片疲劳寿命测试中的各个数据。具体的,传感器模块包括力传感器51和位移传感器50。所述力传感器51用于检测所述加载盘27承载的加载力,所述位移传感器50用于检测所述加载盘27的位移,以通过所述力传感器51检测的加载力、位移和所述波箔片40的形变量测试所述波箔片40的疲劳寿命。
[0043]
位移传感器50可以是电涡流位移传感器50,可以是多个,相对加载轴28对称地连接于测试台30,并且端部靠近加载盘27。本实施方式中,位移传感器50大体呈杆状结构,中部或者顶部连接于测试台30的连接部33,在使用过程中,可以根据实际需要调整位移传感器50的端部与加载盘27之间的距离,使得位移传感器50可以感应加载盘27的位置以测量所述加载盘27的位移。
[0044]
所述力传感器51设于所述球加载轴28和所述加载盘27之间,使得所述加载轴28通过所述力传感器51连接于所述加载盘27以检测所述加载盘27的加载力。
[0045]
工作时,将波箔疲劳寿命测试设备安装调试完成后,将波箔片40在视觉测量仪测出各个尺寸参数,然后将波箔片40固定在底板31,此时,加载盘27与波箔片40之间留有一定间隙,位移传感器50的探头位于加载盘27的上方。
[0046]
然后,打开气阀,气缸21在设定好的气压、流量和频率下工作,加载轴28在气缸21和弹簧25作用下在竖直方向作往复运动。其中,往复运动的次数通过控制系统设置,力传感器51和位移传感器50连接至计算机,所采集的数据实施显示并记录在计算机上。
[0047]
经过预定次数的挤压后,将波箔片40取出,置于视觉检测仪再次测出各尺寸参数,与一开始测出的参数作对比,计算出波箔片40的形变,通过传感器模块的力传感器51和位移传感器50检测加载盘27的加载力以及位移,从而可以结合波箔片40的形变量对波箔片40的疲劳寿命作出检测。如需要测出不同压力和位移量对波箔片40疲劳寿命的影响,只需调整或更换气缸21即可。
[0048]
上述的波箔片40疲劳寿命测试设备可以将待测试的波箔片40放置于测试台30,加
载机构的驱动组件20往复移动,推动加载盘27多次以挤压位于测试台30上的波箔片40,在挤压过程中,通过传感器模块的力传感器51和位移传感器50检测加载盘27的加载力以及位移,从而可以结合波箔片40的形变量对波箔片40的疲劳寿命作出检测。该波箔疲劳寿命测试设备具有良好的通用性,可替换不同规格的波箔片40,根据实际需要调整气缸21的位置或更换气缸21,提供不同压力和位移量,的结构简单,操作方便,方便安装与测试。
[0049]
在本公开所提供的几个具体实施方式中,对于本领域技术人员而言,显然本公开不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本公开。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
[0050]
以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。
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