本發(fā)明屬于航海水下測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置。

背景技術(shù)：

模擬水下零件在高速旋轉(zhuǎn)時的實際工作狀態(tài)是航海水下測試技術(shù)領(lǐng)域重要的研究課題。當前，水下零件的高速旋轉(zhuǎn)測試大多使用傳統(tǒng)的軸承轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)提供轉(zhuǎn)動環(huán)境，如何為水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置提供有效的潤滑支撐，是軸承應用的重要問題?，F(xiàn)有技術(shù)中應用的水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置主要依靠油脂來潤滑軸承，這種支撐形式結(jié)構(gòu)簡單易用，成本低廉，技術(shù)成熟。然而，隨著模擬轉(zhuǎn)速的升高，傳統(tǒng)的油脂潤滑軸承將不能夠滿足轉(zhuǎn)速的需求，且轉(zhuǎn)速體提高引起的發(fā)熱問題無法解決，極大的影響了系統(tǒng)工作的效率和測試裝置的使用壽命。同時，由于油脂潤滑軸承需要供油系統(tǒng)，使得測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和日常維護相對復雜，也增加了測試裝置的制造成本和系統(tǒng)重量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置采用油脂潤滑支撐所帶來的技術(shù)缺點。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置，包括底座，在所述底座上端面同軸設(shè)置獨立的左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)，左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)之間留有間隙，在左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)的中軸位置穿設(shè)空心軸，空心軸與左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)之間均構(gòu)成充滿氣體的氣膜間隙，空心軸在左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)的氣體支撐下懸??；所述空心軸內(nèi)設(shè)置有測試液體和測試零件，空心軸兩端設(shè)有開口，開口外通過密封件密封；空心軸在左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)間隙處套設(shè)同步帶輪，同步帶輪外接電機。

優(yōu)選的，所述的左氣浮支撐系統(tǒng)與右氣浮支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，均包括氣浮徑向軸承支撐基座、氣浮徑向軸承、氣浮止推軸承支撐架和氣浮止推軸承；氣浮徑向軸承通過氣浮徑向軸承支撐基座固定在底座上，氣浮止推軸承通過氣浮止推軸承支撐架固定在底座上，氣浮止推軸承設(shè)置在氣浮徑向軸承內(nèi)側(cè)起空心軸的軸向定位作用。

優(yōu)選的，所述的氣浮徑向軸承包括軸承內(nèi)圈和套設(shè)在軸承內(nèi)圈外的軸承外圈，軸承外圈外壁設(shè)置有入氣孔，在軸承內(nèi)圈內(nèi)壁的前、后段開設(shè)有一對環(huán)形均壓槽，兩個環(huán)形均壓槽之間設(shè)置有多條直線均壓槽，環(huán)形均壓槽和直線均壓槽內(nèi)均等間隔設(shè)置有多個節(jié)流孔，多個節(jié)流孔內(nèi)均設(shè)置有節(jié)流嘴，多個節(jié)流孔均與入氣孔連通，軸承內(nèi)圈內(nèi)壁與空心軸外壁之間構(gòu)成充滿氣體的氣膜間隙。

優(yōu)選的，所述的入氣孔內(nèi)設(shè)置有徑向阻尼塞。

優(yōu)選的，所述的軸承內(nèi)圈采用鈦材料制成。

優(yōu)選的，所述的測試液體為水。

優(yōu)選的，所述的密封件為迷宮密封裝置。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明的氣浮支撐系統(tǒng)可以提供極高的徑向和軸向旋轉(zhuǎn)精度，由于沒有機械接觸，將空心軸的磨損程度降到了最低，從而確保旋轉(zhuǎn)精度始終保持穩(wěn)定；

2.本發(fā)明氣浮徑向軸承內(nèi)部氣膜與空心軸之間的剪切力低，能夠在為空心軸提供極高轉(zhuǎn)速的同時，將動力損失降到最低，產(chǎn)生的熱量極小，使得氣浮徑向軸承能夠以極高的表面速度運行；

3.本發(fā)明采用氣浮徑向軸承的氣膜支撐結(jié)構(gòu)形式，避免了傳統(tǒng)測試裝置復雜的供油潤滑系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，可以模擬水下零件在高速旋轉(zhuǎn)時的實際工作狀態(tài)，具有廣闊的發(fā)展前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明氣浮徑向軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的a-a側(cè)剖視圖；

圖中，1-密封件，2-氣浮徑向軸承支撐基座，3-氣浮徑向軸承，4-氣浮止推軸承支撐架，5-氣浮止推軸承，6-同步帶輪，7-空心軸，8-底座，9-軸承外圈，10-軸承內(nèi)圈，11-入氣孔，12-節(jié)流孔，13-環(huán)形均壓槽，14-直線均壓槽。

具體實施方式

本發(fā)明的原理是在氣浮徑向軸承3與空心軸7的間隙流道處，利用外部供氣壓力使氣體在空心軸7與氣浮徑向軸承3之間產(chǎn)生氣膜間隙，為空心軸7提供潤滑和支撐，將空心軸7懸浮起來，其具有無摩擦、高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度、無需潤滑油等優(yōu)點，應用于水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置中，模擬水下零件在高速旋轉(zhuǎn)時的實際工作狀態(tài)。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的說明，參見圖1，一種水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置，包括底座8，在所述底座8上端面同軸設(shè)置獨立的左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)，左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)之間留有間隙，在左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)的中軸位置穿設(shè)空心軸7，空心軸7與左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)之間均構(gòu)成充滿氣體的氣膜間隙，空心軸7在左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)的氣體支撐下懸浮；所述空心軸7內(nèi)設(shè)置有測試液體和測試零件，空心軸7兩端設(shè)有開口，開口外通過密封件1密封，密封件1選用迷宮密封裝置；空心軸7在左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)間隙處套設(shè)同步帶輪6，同步帶輪6外接電機。

參見圖2，所述的左氣浮支撐系統(tǒng)與右氣浮支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，均包括氣浮徑向軸承支撐基座2、氣浮徑向軸承3、氣浮止推軸承支撐架4和氣浮止推軸承5；氣浮徑向軸承3通過氣浮徑向軸承支撐基座2固定在底座8上，氣浮止推軸承5通過氣浮止推軸承支撐架4固定在底座8上，氣浮止推軸承5設(shè)置在氣浮徑向軸承3內(nèi)側(cè)起空心軸7的軸向定位作用。

圖3為氣浮徑向軸承的a-a側(cè)剖視圖，所述的氣浮徑向軸承包括軸承內(nèi)圈10和套設(shè)在軸承內(nèi)圈10外的軸承外圈9，軸承外圈9外壁設(shè)置有入氣孔11，該入氣孔11順延軸承外圈9徑向由軸承外圈9的外側(cè)面向內(nèi)延伸至內(nèi)孔的孔壁，入氣孔11內(nèi)設(shè)置有用于將高壓氣體導入到內(nèi)孔中的徑向阻尼塞，在軸承內(nèi)圈10內(nèi)壁的前、后段開設(shè)有一對環(huán)形均壓槽13，兩個環(huán)形均壓槽13之間設(shè)置有多條直線均壓槽14，環(huán)形均壓槽13和直線均壓槽14內(nèi)均等間隔設(shè)置有多個節(jié)流孔12，多個節(jié)流孔12內(nèi)均設(shè)置有節(jié)流嘴，多個節(jié)流孔12均與入氣孔11連通，采用小孔節(jié)流形式，軸承內(nèi)圈10內(nèi)壁與空心軸7外壁之間構(gòu)成充滿氣體的氣膜間隙，節(jié)流嘴供氣對空心軸7提供了靜壓承載能力及阻尼作用。

軸承內(nèi)圈10采用耐磨、耐高溫、高強度的鈦等特自潤滑材料制成，解決了接觸表面下的磨損問題。

本發(fā)明在使用時，首先啟動電機，同步帶輪6在電機作用下旋轉(zhuǎn)，即使得空心軸7獲得一定的轉(zhuǎn)速運動。將被測零件放入空心軸7內(nèi)，空心軸7內(nèi)部放置2/3水位的水，兩端開口通過迷宮密封封住。當空心軸7轉(zhuǎn)速達到20000r/min時，開始測試零件的工作狀態(tài)。

本發(fā)明可以根據(jù)空心軸7轉(zhuǎn)速與載荷性質(zhì)，合理確定氣浮徑向軸承3的氣壓和流量，確定空心軸7和氣浮徑向軸承3的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)幾何尺寸，進而保證整個結(jié)構(gòu)質(zhì)量及運動穩(wěn)定性；

本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種水下模擬回轉(zhuǎn)測試裝置，包括底座，在所述底座上端面同軸設(shè)置獨立的左氣浮支撐系統(tǒng)和右氣浮支撐系統(tǒng)，左、右氣浮支撐系統(tǒng)之間留有間隙，在左、右氣浮支撐系統(tǒng)的中軸位置穿設(shè)空心軸，空心軸與左、右氣浮支撐系統(tǒng)之間均構(gòu)成充滿氣體的氣膜間隙，空心軸在左、右氣浮支撐系統(tǒng)的氣體支撐下懸??；所述空心軸內(nèi)設(shè)置有測試液體和測試零件，空心軸兩端設(shè)有開口，開口外通過密封件密封；空心軸在左、右氣浮支撐系統(tǒng)間隙處套設(shè)同步帶輪，同步帶輪外接電機。本發(fā)明采用氣浮徑向軸承的氣膜支撐結(jié)構(gòu)形式，避免了傳統(tǒng)測試裝置復雜的供油潤滑系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，可以模擬水下零件在高速旋轉(zhuǎn)時的實際工作狀態(tài)，具有廣闊的發(fā)展前景。

技術(shù)研發(fā)人員：董皓;方舟;趙曉龍;盧志偉;胡亞輝
受保護的技術(shù)使用者：西安工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.25
技術(shù)公布日：2017.11.03