申请/专利权人：核工业理化工程研究院

申请日：2017-05-24

公开（公告）日：2024-01-05

公开（公告）号：CN106969916B

主分类号：G01M13/04

分类号：G01M13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.05#授权;2018.05.18#著录事项变更;2017.08.15#实质审查的生效;2017.07.21#公开

摘要：本发明公开了一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，包括装置壳体，装置壳体上下两端分别设置有上端盖和下端盖；模拟转子设置于装置壳体内部，所述模拟转子上端通过绝缘连接件与螺旋千分尺下端连接，下端连接模拟球轴承；螺旋千分尺通过千分尺固定支架固定于上端盖上端面，装置壳体下端内壁由外至内依次设置有测浮环和四氟环，测浮环和四氟环紧贴相连；装置壳体上端壳体壁形成引线孔，测浮环引出线由此伸出装置壳体外部；下端盖底部固定阻尼杯，阻尼杯底部引出地线引出线，阻尼杯内底面形成模拟球轴窝。本发明通过特殊的测量方法，确定测量飞轮球形动压轴承浮起电量转换装置的参数。

主权项：1.一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，包括装置壳体（6），装置壳体（6）上下两端分别设置有上端盖（4）和下端盖（12）；模拟转子（7）设置于装置壳体（6）内部，其特征在于：所述模拟转子（7）上端通过绝缘连接件（3）与螺旋千分尺（1）下端连接，下端连接模拟球轴承（13）；螺旋千分尺（1）通过千分尺固定支架（2）固定于上端盖（4）上端面，装置壳体（6）下端内壁由外至内依次设置有测浮环（8）和四氟环（9），测浮环（8）和四氟环（9）紧贴相连；装置壳体（6）上端壳体壁形成引线孔，测浮环引出线（5）由此伸出装置壳体（6）外部；下端盖（12）底部固定阻尼杯（10），阻尼杯（10）底部引出地线引出线（14），阻尼杯（10）内底面形成模拟球轴窝（11）；所述模拟转子（7）上端穿过上端盖（4）中间通孔与绝缘连接件（3）固定；所述模拟球轴承（13）穿过下端盖中间通孔，伸入模拟球轴窝（11）处；所述模拟球轴承（13）浮起时，所述模拟球轴承（13）与所述模拟球轴窝（11）形成电容；所述模拟球轴承（13）未浮起时，所述模拟球轴承（13）与所述模拟球轴窝（11）接触，所述模拟球轴承（13）与所述模拟球轴窝（11）不形成电容。

全文数据：飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置技术领域[0001]本发明属于一种飞轮轴承系统运行状态检测装置，具体涉及一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置。背景技术[°002]飞轮轴承系统是一种由被动磁悬浮轴承和球型动压轴承组成的复合结构。系统运行时，球型动压轴承处于高速旋转状态，为减少球型动压轴承与轴窝之间摩擦损耗，将球型动压轴承浮起，并在球型动压轴承表面与轴窝表面附着油膜。当球型动压轴承浮起时，其两表面被油膜隔离，这时的摩擦完全属于油的内摩擦，损耗极低。因此，球型动压轴承浮起状态是必须监测的飞轮轴承系统运行状态之一。通过在飞轮轴承系统本体与外壳之间加装测浮环，根据检测不浮起与浮起时电容的突变，经过电量转换电路，输出表征不同状态的电平[目号。因此，确定不浮起与浮起时电容值，对于确定电量转换电路参数十分重要。发明内容[0003]本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置。[0004]本发明的技术方案是：一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，包括装置壳体，装置壳体上下两端分别设置有上端盖和下端盖;模拟转子设置于装置壳体内部，所述模拟转子上端通过绝缘连接件与螺旋千分尺下端连接，下端连接模拟球轴承;螺旋千分尺通过千分尺固定支架固定于上端盖上端面，装置壳体下端内壁由外至内依次设置有测浮环和四氟环，测浮环和四氟环紧贴相连；装置壳体上端壳体壁形成引线孔，测浮环引出线由此伸出装置壳体外部;下端盖底部固定阻尼杯，阻尼杯底部引出地线引出线，阻尼杯内底面形成模拟球轴窝。[0005]所述装置壳体为两端敞口的套筒型结构。[0006]所述上端盖下端面和下端盖上端面均形成凸环，凸环伸入装置壳体内部，与装置壳体壳体壁通过螺栓连接。[0007]所述凸环外径与装置壳体内径相配合。[0008]所述上端盖和下端盖中间均设置有通孔。[0009]所述模拟转子上端穿过上端盖中间通孔与绝缘连接件固定。[0010]所述模拟球轴承穿过下端盖中间通孔，伸入模拟球轴窝处。[0011]所述千分尺固定支架为中空的框架结构，绝缘连接件置于千分尺固定支架内部。[0012]所述阻尼杯为一端敞口的中空圆柱体结构，上端外圆周壁形成凸缘，凸缘与下端盖通过螺栓固定。[0013]所述模拟球轴窝、模拟球轴承同轴线。[0014]本发明的有益效果是：本发明中的模拟转子、模拟球轴承、装置外壳严格按照实际飞轮系统的外形尺寸进行叹TT，丨木、形败电谷的一毁性；为了量化球轴承浮起形成油膜厚度旋千分尺碰拉，千分尺峻雜雜预細麵A了麵紗转子内^进彳了to处理，尽M藏转子重量;辦环陳计鶴足加工要糊条件下，尽量增大电容极瀬积，减小棚距离，以增大电容舰;测浮环与装置外壳之、加环离，以免发生金属接触，娜电容的结构。J順風物附图说明[0015]图1是本发明的结构示意图。[0016]其中：1螺旋千分尺2+分尺固定支架3绝缘连接件4上端盖5测浮环引出线6装置外壳7模拟转子8测浮环9四氟环10阻尼杯11模拟球轴窝12下端盖13模拟球轴承14地线引出线。具体实施方式[0017]下面结合说明书附图及实施例对本发明飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置进行详细说明：如图1所示，一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，包括装置壳体6,装置壳体6上下两端分别设置有上端盖4和下端盖丨2;模拟转子7设置于装置壳体6内部，所述模拟转子7上端通过绝缘连接件3与螺旋千分尺丨下端连接，下端连接模拟球轴承13;螺旋千分尺1通过千分尺固定支架2固定于上端盖4上端面，装置壳体6下端内壁由外至内依次设置有测浮环8和四氟环9，测浮环8和四氟环9紧贴相连;装置壳体6上端壳体壁形成引线孔，测浮环引出线5由此伸出装置壳体6外部;下端盖12底部固定阻尼杯1〇,阻尼杯1〇底部引出地线引出线14,阻尼杯10内底面形成模拟球轴窝11。[0018]所述装置壳体6为两端敞口的套筒型结构。[0019]所述上端盖4下端面和下端盖I2上端面均形成凸环，凸环伸入装置壳体6内部，与装置壳体6壳体壁通过螺栓连接。[0020]所述凸环外径与装置壳体6内径相配合。[0021]所述上端盖4和下端盖12中间均设置有通孔。[0022]所述模拟转子7上端穿过上端盖4中间通孔与绝缘连接件3固定。[0023]所述模拟球轴承13穿过下端盖中间通孔，伸入模拟球轴窝11处。[0024]所述千分尺固定支架2为中空的框架结构，绝缘连接件3置于千分尺固定支架2内部。[0025]所述阻尼杯为一端敞口的中空圆柱体结构，上端外圆周壁形成凸缘，凸缘与下端盖12通过螺检固定。[0026]所述模拟球轴窝11、模拟球轴承13同轴线。[0027]本发明的使用方法：旋转螺旋千分尺1可提拉模拟转子7，即模拟球轴承13浮起，螺旋千分尺1的读数与零点差值代表模拟球轴承13浮起的高度。同时，模拟球轴承13与模拟球轴窝11形成电容心。由于模拟球轴承13的球体端与高速旋转机械的模拟转子7相连，因此高速运行状态下，相当于电容的一个极板是无法引线测量的，为了到得电容，测量测浮环8与模拟转子7产生的电容^，^与心之间形成串联关系，通过在固定的测浮环引出测量线，可以间接地测量到Q的变化。t〇〇28]测浮环8通过测浮环引出线5引出机壳作为电容的一个测点，另一个测点由地线引出线14引出。当模拟球轴承13未浮起时，模拟球轴承13与模拟球轴窝11接触，此时球轴承与轴窝不形成电容，可测得系统电容为未浮起时电容，螺旋千分尺读数为原点，旋转螺旋千分尺1提拉模拟转子7,螺旋千分尺1的读数与原点差值代表模拟球轴承I3浮起的高度，此时模拟球轴承13与模拟球轴窝11形成电容，测得系统电容为浮起时电容，与未浮起时比较电容有突变。t〇〇29]本发明通过模拟装置直接测量到在飞轮转子未浮起，电容为1.984nF，转子浮起时，电容为〇.948nF。此参数直接应用于电量变换装置参数的调整。最终测量结果显示，在飞轮转子未浮起时，电量变换装置输出信号为低电平，〇V，飞轮转子浮起时，电量变换装置输出信号为高电平，5V。

权利要求：1.一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，包括装置壳体6，装置壳体6上下两端分别设置有上端盖4和下端盖（12;模拟转子7设置于装置壳体6内部，其特征在于:所述彳吴拟转子7上端通过绝缘连接件3与螺旋千分尺1下端连接，下端连接模拟球轴承13;螺旋千分尺1通过千分尺固定支架2固定于上端盖4上端面，装置壳体6下端内壁由外至内依次设置有测浮环8和四氟环9，测浮环8和四氟环9紧贴相连;装置壳体⑹上端壳体壁形成引线孔，测浮环引出线⑸由此伸出装置壳体⑹外部;下端盖（12底部固定阻尼杯（10，阻尼杯（10底部引出地线引出线（14，阻尼杯（10内底面形成模拟球轴窝11。2.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述装置壳体6为两端敞口的套筒型结构。3.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述上端盖4下端面和下端盖（12上端面均形成凸环，凸环伸入装置壳体6内部，与装置壳体6壳体壁通过螺栓连接。4.根据权利要求3所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述凸环外径与装置壳体6内径相配合。5.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述上端盖4和下端盖I2中间均设置有通孔。6.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述模拟转子7上端穿过上端盖4中间通孔与绝缘连接件3固定。7.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述模拟球轴承13穿过下端盖中间通孔，伸入模拟球轴窝（11处。8.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述千分尺固定支架2为中空的框架结构，绝缘连接件3置于千分尺固定支架⑵内部。9.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述阻尼杯为一端敞口的中空圆柱体结构，上端外圆周壁形成凸缘，凸缘与下端盖12通过螺栓固定。10.根据权利要求1所述的一种飞轮轴承系统中球型动压轴承浮起模拟测量装置，其特征在于:所述模拟球轴窝（11、模拟球轴承13同轴线。

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