1.一種靜壓空氣止推軸承承載測(cè)試裝置,其特征在于,包括氣動(dòng)系統(tǒng)(3),主體部分和控制系統(tǒng)(1);
所述氣動(dòng)系統(tǒng)(3)包括氣源(3-1)、氣動(dòng)三聯(lián)件(3-2)、第一流量控制閥(3-3)、三位四通電磁換向閥(3-5)、第二流量控制閥(3-6)、雙作用氣缸(3-7)和消聲器(3-4);所述雙作用氣缸(3-7)無(wú)桿腔進(jìn)氣口和有桿腔出氣口分別通過(guò)氣管連接所述三位四通電磁換向閥(3-5)的A口和B口,所述雙作用氣缸(3-7)無(wú)桿腔進(jìn)氣口與所述三位四通電磁換向閥(3-5)之間設(shè)有第二流量控制閥(3-6);所述氣源(3-1)通過(guò)氣管依次連接氣動(dòng)三聯(lián)件(3-2)、三通和所述三位四通電磁換向閥(3-5)的進(jìn)氣口P;所述三通另一端通過(guò)氣管依次連接第一流量控制閥(3-3)和靜壓空氣止推軸承(9)進(jìn)氣口;所述三位四通電磁換向閥(3-5)排氣口O安裝所述消聲器(3-4);
所述主體部分包括龍門(mén)支撐梁(5)、靜壓空氣止推軸承(9)、基座(11)、工作臺(tái)(10)和彈簧減震結(jié)構(gòu)(4);所述基座(11)上固定有所述龍門(mén)支撐梁(5)和工作臺(tái)(10);所述雙作用氣缸(3-7)通過(guò)螺紋固定在所述龍門(mén)支撐梁(5)上;所述工作臺(tái)(10)上安裝所述靜壓空氣止推軸承(9),所述靜壓空氣止推軸承(9)上螺紋連接受力桿;所述彈簧減震結(jié)構(gòu)(4)包括大鋼球、小鋼球,彈簧和套筒;所述彈簧一端固定連接大鋼球,另一端固定連接小鋼球;所述大鋼球上固定套筒,且直徑大于套筒內(nèi)徑;所述小鋼球直徑小于套筒內(nèi)徑,且在套筒內(nèi)根據(jù)彈簧力自由伸縮;所述受力桿直徑小于套筒內(nèi)徑;所述彈簧減震結(jié)構(gòu)(4)安裝在雙作用氣缸(3-7)和受力桿之間;所述龍門(mén)支撐梁(5)設(shè)有水平的橫桿(12),所述橫桿上安裝有位移傳感器(6),用于測(cè)量在負(fù)載作用下所述靜壓空氣止推軸承(9)氣膜厚度h;所述位移傳感器(6)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接儀表(2);標(biāo)尺(7)固定安裝在靜壓空氣止推軸承(9)表面,用于測(cè)量彈簧減震結(jié)構(gòu)(4)的彈簧壓縮量X;
所述控制系統(tǒng)(1)通過(guò)控制所述三位四通電磁換向閥(3-5)控制氣缸的動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述靜壓空氣止推軸承承載測(cè)試裝置,其特征在于,所述橫桿(12)上安裝有直線軸承(8),所述受力桿穿過(guò)直線軸承(8),且間隙配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述靜壓空氣止推軸承承載測(cè)試裝置,其特征在于,所述受力桿與小鋼球接觸面為弧面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述靜壓空氣止推軸承承載測(cè)試裝置,其特征在于,所述雙作用氣缸(3-7)的拉桿與大鋼球接觸面為弧面。
5.一種靜壓空氣止推軸承承載測(cè)試方法,其特征在于,包括如下步驟:
S01:開(kāi)啟儀表(2)并校零;
S02:打開(kāi)氣源,通過(guò)所述控制系統(tǒng)(1)保持三位四通電磁換向閥(3-5)在中位,調(diào)節(jié)第一流量控制閥(3-3),使靜壓空氣止推軸承(9)達(dá)到懸浮狀態(tài),此時(shí)為零負(fù)載狀態(tài),記錄此時(shí)儀表(2)顯示的數(shù)據(jù)即為h0,即氣膜的初始厚度;并且記錄標(biāo)尺(7)處的距離記X0;
S03:將第二流量控制閥(3-6)關(guān)閉,通過(guò)所述控制系統(tǒng)(1)使三位四通電磁換向閥(3-5)的SB1得電,即雙作用氣缸(3-7)無(wú)桿腔進(jìn)氣,打開(kāi)第二流量控制閥(3-6),通過(guò)調(diào)節(jié)第二流量控制閥(3-6)控制雙作用氣缸(3-7)前進(jìn)的速度;
S04:設(shè)定△為固定值,選取n個(gè)測(cè)試點(diǎn),且h0-hi=i*△,且i∈(1,n),其中i表示第i個(gè)測(cè)量點(diǎn),hi表示第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)氣膜厚度;當(dāng)儀表測(cè)得氣膜厚度變?yōu)閔i時(shí),通過(guò)所述控制系統(tǒng)(1)使三位四通電磁換向閥(3-5)SB1失電,即三位四通電磁換向閥(3-5)在中位,記錄讀取指針在標(biāo)尺上的讀數(shù)記為Xi;通過(guò)所述控制系統(tǒng)(1)使三位四通電磁換向閥(3-5)的SB1得電,雙作用氣缸(3-7)繼續(xù)前進(jìn),當(dāng)儀表測(cè)得氣膜厚度變?yōu)閔i+1時(shí),通過(guò)所述控制系統(tǒng)(1)使三位四通電磁換向閥(3-5)SB1失電,記錄讀取指針在標(biāo)尺上的讀數(shù)記為Xi+1;重復(fù)上面步驟,直至i=n;
S05:根據(jù)胡克定律,將X0和Xi帶入公式W=k(X0-Xi),計(jì)算求得承載能力,記作Wi;
S06:根據(jù)測(cè)試記錄的Wi和hi繪制承載能力W與氣膜厚度h的關(guān)系曲線;
S07:由剛度計(jì)算公式Kw=dW/dh,繪制Kw—h關(guān)系曲線。