專利名稱：外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛度測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種馬達(dá)測試裝置，特別是一種用于對外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸 承馬達(dá)的姿態(tài)角和軸承剛度進(jìn)行測試的裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外采用的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角測試設(shè)備主要是通過 專用的馬達(dá)工裝將馬達(dá)固定在分度頭上，同時電容傳感器固定在馬達(dá)的徑向位
置上，該種測試設(shè)備存在以下不足之處首先是測試工裝單一，同一測試工裝 只能適用于一種馬達(dá)，不同馬達(dá)必須^使用不同的測試工裝；其次，馬達(dá)軸通常 使用單燕尾和平壓板固定，裝卡時間長，且馬達(dá)軸三點受力，測試過程中容易 導(dǎo)致馬達(dá)軸左右壓力不均勻，影響測試結(jié)果，而平壓板單點受力，使用一段時 間后會產(chǎn)生變形，無法繼續(xù)使用；再次，電容傳感器通過徑向M3螺釘來固定 其與馬達(dá)間的距離，由于M3螺紋細(xì)，預(yù)緊力小，使用過程中容易產(chǎn)生松動， 導(dǎo)致測試過程重復(fù)。因此測量單只馬達(dá)平均花費時間也在10分鐘以上，測試 時間較長；最后，目前國內(nèi)外常用的電容傳感器，其測試精度只有0.01 jum, 帶來的姿態(tài)角誤差有5.6° ,相對于有些姿態(tài)角小于10°的馬達(dá)，其測試誤差 達(dá)到了50%,測試誤差大，僅適合于少量馬達(dá)作測試研究，不適合工業(yè)化規(guī)模 生產(chǎn)的大批量測試。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種測量時 間短、精度高、重復(fù)性好且適合多種馬達(dá)的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及 軸承剛度測試裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案是外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛 度測試裝置，包括軸徑調(diào)節(jié)塊、軸壓塊、主支架、軸距調(diào)節(jié)塊和傳感器；軸徑調(diào)節(jié)塊和軸距調(diào)節(jié)塊與主支架連接，軸徑調(diào)節(jié)塊和軸壓塊配合將待測馬達(dá)固
定于主支架上，待測馬達(dá)與傳感器的相對位置通過軸距調(diào)節(jié)塊調(diào)整；傳感器通 過傳感器固定座連接于主支架并與待測馬達(dá)的軸向垂直。
測試裝置還包括用于精確控制所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動角度的分度頭，分度頭通過 分度頭連接器連接于待測馬達(dá)的轉(zhuǎn)動軸上。
測試裝置還包括用于調(diào)整傳感器與待測馬達(dá)相對位置的傳感器調(diào)節(jié)母，傳 感器調(diào)節(jié)母連接于傳感器的軸向位置。
所述的傳感器為電容傳感器，其測量精度為0.002 nm。
所述的軸徑調(diào)節(jié)塊和軸壓塊固定待測馬達(dá)轉(zhuǎn)動軸的面上留有燕尾槽。
所述的軸徑調(diào)節(jié)塊的調(diào)節(jié)范圍為3mm 10mm。
所述的軸距調(diào)節(jié)塊的調(diào)節(jié)范圍為20mm 60mm。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于
(1 )本實用新型裝置使用軸徑調(diào)節(jié)塊和軸距調(diào)節(jié)塊來調(diào)整不同的軸徑和軸 距，使同一測試工裝能適用于多種馬達(dá)，在測試不同馬達(dá)時可使用同一工裝；
(2) 本實用新型裝置使用雙燕尾槽來固定被測馬達(dá)軸，裝卡時間短，馬達(dá) 軸四點受力均勻，在測試過程中馬達(dá)軸左右壓力一致，不影響測試結(jié)果，且燕 尾槽形壓板由于雙點受力均勻，長期使用不會產(chǎn)生變形；
(3) 本實用新型裝置通過傳感器調(diào)節(jié)母來固定傳感器和馬達(dá)間的距離，傳 感器調(diào)節(jié)母可做到M6以上，預(yù)緊力大，測試過程中不產(chǎn)生松動，避免了不必 要的重復(fù)，可使單只馬達(dá)的平均測試時間在2分鐘以內(nèi)；
(4) 本實用新型裝置采用新型的電容傳感器，其測量精度0.002nm，帶 來的姿態(tài)角誤差只有±1.12° ,測量精度比原來提高5倍，即使是姿態(tài)角小于 10°的馬達(dá)，測試誤差也只有10。/。，測試數(shù)據(jù)更可靠，重復(fù)性更好，適合工業(yè) 化規(guī)模生產(chǎn)的大批量測試。


圖1為本實用新型測量裝置的俯視圖；圖2為本實用新型測量裝置的剖視圖； 圖3為本實用新型測量裝置測量過程原理示意圖。
具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實用新型測量裝置由分度頭連接器1、軸徑調(diào)節(jié)塊2、 軸壓塊3、主支架5、軸距調(diào)節(jié)塊6、傳感器7、傳感器固定座8、傳感器調(diào)節(jié) 母9和分度頭10組成。將分度頭連接器1、軸徑調(diào)節(jié)塊2、主支架5、軸距調(diào) 節(jié)塊6和傳感器固定座8通過螺釘固定在一起，將待測馬達(dá)4通過軸壓塊3固 定在軸徑調(diào)節(jié)塊2上，軸徑調(diào)節(jié)塊2和軸壓塊3固定待測馬達(dá)4轉(zhuǎn)動軸的面上 留有燕尾槽。分度頭10通過分度頭連接器1固定在主支架5上，待測電馬達(dá)4 與分度頭10同軸。傳感器調(diào)節(jié)母9連接于傳感器7的軸向位置，用于調(diào)整傳 感器7與待測馬達(dá)4的相對位置。軸徑調(diào)節(jié)塊2的調(diào)節(jié)范圍為3mm 10mm, 軸距調(diào)節(jié)塊6的調(diào)節(jié)范圍為20mm 60mm，選擇合適的軸徑調(diào)節(jié)塊2和軸距調(diào) 節(jié)塊6可以使待測馬達(dá)4的軸徑和軸長位于合適的測試范圍內(nèi)，從而可使本實 用新型適用于不同的待測馬達(dá)。
測量時，調(diào)整分度頭10至指示值為0，同時要求主支架5調(diào)整至水平，傳 感器7位于待測馬達(dá)4順時針0。方向，調(diào)整傳感器7與待測馬達(dá)4轉(zhuǎn)子外表 面間距離，傳感器7自身帶一個顯示屏，以顯示其于待測馬達(dá)轉(zhuǎn)子外表面的距 離，使其顯示值至-100—100之內(nèi)，起動待測馬達(dá)4使其同步，等待2分鐘以 上，通過傳感器調(diào)節(jié)母9調(diào)整傳感器7與待測馬達(dá)4轉(zhuǎn)子外表面間距離，使其 顯示屏的顯示值到-30~+30之間，鎖緊傳感器調(diào)節(jié)母9，觀察其顯示值在1分 鐘內(nèi)無變化，轉(zhuǎn)動測量裝置，分別在0°、 90°、 180°、 270。的位置上讀出相應(yīng) 測量值Co、 C90、 C180、 C270。如圖3測量過程原理圖所示，圖中O為定子的 中心，O'為轉(zhuǎn)子的中心，e為馬達(dá)運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子和定子的偏心距。由圖3可知， 負(fù)載(馬達(dá)自身重力)方向氣膜變化為
<formula>formula see original document page 5</formula>
垂直于負(fù)載(馬達(dá)自身重力)方向氣膜變化為<formula>formula see original document page 6</formula>
esin(D=T，(C27。。—C90。)， 由以上兩式可得姿態(tài)角VD = ^
設(shè)電機的轉(zhuǎn)子質(zhì)量為W,則電機的徑向剛度(軸承剛度)為K,=~^iV///W。 為了準(zhǔn)確起見，應(yīng)對AX和AY值進(jìn)行多次測量(不小于5次)，取其平均值。
本實用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求1、外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛度測試裝置，其特征在于包括軸徑調(diào)節(jié)塊(2)、軸壓塊(3)、主支架(5)、軸距調(diào)節(jié)塊(6)和傳感器(7)；軸徑調(diào)節(jié)塊(2)和軸距調(diào)節(jié)塊(6)與主支架(5)連接，軸徑調(diào)節(jié)塊(2)和軸壓塊(3)配合將待測馬達(dá)(4)固定于主支架(5)上，待測馬達(dá)(4)與傳感器(7)的相對位置通過軸距調(diào)節(jié)塊(6)調(diào)整；傳感器(7)通過傳感器固定座(8)連接于主支架(5)并與待測馬達(dá)(4)的軸向垂直。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛度測 試裝置，其特征在于還包括用于精確控制所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動角度的分度頭(10), 分度頭(10)通過分度頭連接器(1 )連接于待測馬達(dá)(4)的轉(zhuǎn)動軸上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛 度測試裝置，其特征在于還包括用于調(diào)整傳感器(7)與待測馬達(dá)(4)相對 位置的傳感器調(diào)節(jié)母(9),傳感器調(diào)節(jié)母(9)連接于傳感器(7)的軸向位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛 度測試裝置，其特征在于所述的傳感器(7)為電容傳感器，其測量精度為 0搬jum。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛 度測試裝置，其特征在于所述的軸徑調(diào)節(jié)塊(2)和軸壓塊(3)固定待測馬 達(dá)(4)轉(zhuǎn)動軸的面上留有燕尾槽。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛 度測試裝置，其特征在于所述的軸徑調(diào)節(jié)塊(2)的調(diào)節(jié)范圍為3mm 10mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛 度測試裝置，其特征在于所述的軸距調(diào)節(jié)塊(6)的調(diào)節(jié)范圍為20mm 60mm。
專利摘要外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)姿態(tài)角及軸承剛度測試裝置，包括軸徑調(diào)節(jié)塊、軸壓塊、主支架、軸距調(diào)節(jié)塊、傳感器。軸徑調(diào)節(jié)塊和軸距調(diào)節(jié)塊與主支架連接，相互配合將待測馬達(dá)固定于主支架上，待測馬達(dá)與傳感器的相對位置通過軸距調(diào)節(jié)塊調(diào)整，傳感器通過傳感器固定座連接于主支架并與待測馬達(dá)的軸向垂直。測試時，依靠馬達(dá)的自身重量，將傳感器的探頭相對通電電機轉(zhuǎn)子外圓表面并保持一定的距離固定，轉(zhuǎn)動測量裝置，分別在0°、90°、180°、270°的位置上讀出相應(yīng)測量值，通過計算得到馬達(dá)姿態(tài)角和軸承剛度。本實用新型適應(yīng)于各類型外轉(zhuǎn)子動壓氣浮軸承馬達(dá)，測試方法準(zhǔn)確、簡單。
文檔編號G01B7/30GK201242426SQ20082010967
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者清 曹, 李建春, 譚映戈, 鐘如愚 申請人:北京航天控制儀器研究所