本發(fā)明公開了一種磁懸浮和彈性箔片氣體混合軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括臺(tái)架、電機(jī)總成、轉(zhuǎn)子總成、磁懸浮軸承總成和彈性箔片氣體軸承總成，電機(jī)總成設(shè)在臺(tái)架上，電機(jī)總成包括電機(jī)和安裝電機(jī)的電機(jī)座，轉(zhuǎn)子總成包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸相連，磁懸浮軸承總成設(shè)在電機(jī)總成的一側(cè)，磁懸浮軸承總成包括套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的磁懸浮軸承和安裝磁懸浮軸承的磁懸浮軸承座，磁懸浮軸承座外側(cè)設(shè)有磁懸浮軸承座端蓋，磁懸浮軸承座端蓋上設(shè)有能夠相對(duì)于轉(zhuǎn)軸徑向移動(dòng)的電渦流傳感器，彈性箔片氣體軸承總成設(shè)在磁懸浮軸承總成和電機(jī)總成之間，可以分別研究磁懸浮軸承單獨(dú)支承，彈性箔片氣體軸承單獨(dú)支承以及兩者混合支承的靜、動(dòng)態(tài)特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁懸浮和彈性箔片氣體混合軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

磁懸浮軸承是一種利用通電線圈磁化定子進(jìn)而產(chǎn)生電磁力并以此使轉(zhuǎn)子懸浮的軸承。通過改變線圈中電流大小，就可以改變定子產(chǎn)生的電磁力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的控制。因其無摩擦損耗、無需潤滑、壽命長、轉(zhuǎn)速高和可控制等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，其在高速旋轉(zhuǎn)裝備和高精度裝備等領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分巨大。

彈性箔片動(dòng)壓氣體軸承是一種利用氣體潤滑的軸承，其利用在高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生的氣膜壓力使轉(zhuǎn)子懸浮。相較于傳統(tǒng)的氣體動(dòng)壓軸承，彈性箔片動(dòng)壓氣體軸承采用了柔性的支承表面，從而使軸承的自適應(yīng)性提高。其具有不需潤滑液、無污染、工作時(shí)無接觸、工作轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)簡單和維護(hù)成本低等特點(diǎn)。其在無油支承高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中有許多應(yīng)用。

兩種軸承均可單獨(dú)作為高速無接觸的支承，但其在單獨(dú)使用時(shí)均存在一些問題。例如磁懸浮軸承有動(dòng)態(tài)剛度低、阻尼低、控制復(fù)雜、需要保護(hù)軸承等問題。而彈性箔片動(dòng)壓氣體軸承則在起飛轉(zhuǎn)速之前是與轉(zhuǎn)子接觸摩擦，易損壞轉(zhuǎn)子和箔片。將兩者相結(jié)合，可取長補(bǔ)短。低速時(shí)，采用磁懸浮軸承支承，以減少對(duì)彈性箔片軸承的摩擦和降低摩擦損耗。隨著速度增加，兩種軸承共同工作，可以提高承載力。當(dāng)高速時(shí)，采用箔片軸承單獨(dú)支承，以得到其優(yōu)良的高速承載特性。而磁懸浮軸承僅保持相對(duì)小的控制電流，來輔助箔片軸承維持穩(wěn)定，以此降低了電流功耗。并且，箔片軸承也可以作為磁懸浮軸承的保護(hù)軸承。1998年美國學(xué)者Hooshang Heshmat提出了磁懸浮-彈性箔片氣體混合軸承的概念，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，研制出轉(zhuǎn)速30000r/min的混合軸承，證明了磁懸浮-彈性箔片氣體混合軸承的可行性。

中國專利CN111102293A提出了一種主被動(dòng)磁氣混合軸承，其特點(diǎn)在于將整周式彈性箔片軸承嵌入至永磁偏置的混合磁懸浮軸承的間隙中；中國專利CN105545956A提出了一種電磁使能的主動(dòng)式動(dòng)壓氣體軸承，其特點(diǎn)在于在整周式彈性箔片軸承外加入磁懸浮軸承，箔片軸承的頂箔上有磁性區(qū)域，可利用磁懸浮軸承使箔片變形；中國專利CN101881300A提出了一種鑲嵌式的電磁-彈性箔片氣體混合軸承，其特點(diǎn)在于將帶底層拱箔的多葉式彈性箔片軸承塞入磁懸浮軸承間隙之中，形成混合軸承。

以上專利聚焦于具體混合軸承，并未將其與整個(gè)轉(zhuǎn)子結(jié)合從而形成完整的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和組成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。并且其均為將彈性箔片軸承嵌入至磁懸浮軸承氣隙中這種磁氣混合方式，而將兩者獨(dú)立并排放置的形式并未考慮。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種磁懸浮和彈性箔片氣體混合軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以分別研究磁懸浮軸承單獨(dú)支承，彈性箔片氣體軸承單獨(dú)支承以及兩者混合支承的靜、動(dòng)態(tài)特性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：