一种半球型动压马达轴承间隙测量装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天惯性器件精密检测技术领域，特别涉及一种半球型动压马达轴承间隙测量装置及方法。
【背景技术】
[0002]半球型动压马达是理想的动压气浮轴承电机，其轴承的承载能力取决于轴承工作间隙。半球动压马达轴承的轴向间隙和径向间隙要求2?4μπι，目前马达生产过程中，缺乏有效的测量手段，只能依靠高精度三坐标测试仪，对轴承偶件半球和球碗分别进行检测，测量误差较大，检测精度不能满足使用要求；且测量周期较长，需要专业检测人员操作，检测效率低，严重影响生产效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有半球型动压马达轴承间隙测量技术的不足，提出半球型动压马达轴承间隙测量装置及方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]本发明的半球型动压马达轴承间隙测量装置，包括电感测微仪、大理石平板、轴向间隙测量工装、径向间隙测量工装、测头连接线、滑轮线绳、定滑轮、定滑轮支架、电感测微仪测头支架和砝码；电感测微仪上带有电感测微仪测头；
[0006]轴向间隙测量工装包括第一 V型铁、第二 V型铁和两个螺栓，轴向间隙测量工装用于固定半球动压马达的转子外圆，第一 V型铁为右表面的中间部分带有V型槽的铁块，第二V型铁为左表面的中间部分带有V型槽的铁块；
[0007]第一 V型铁的V型开口大端与第二 V型铁的V型开口大端相对；
[0008]半球动压马达的转子外圆与第一 V型铁的V型表面以及第二 V型铁的V型表面相切；
[0009]第一 V型铁和第二 V型铁通过两个螺栓进行固定；
[0010]径向间隙测量工装为带V型槽压板的支撑支架式工装，用于固定半球动压马达的轴两端；径向间隙测量工装包括位于其底端的底板和位于底板上方的支撑板以及压板，支撑板位于底板的两端，两个支撑板的顶端均带有V型槽，两个支撑板的顶端的V型槽相同；底板和两个支撑板为一体成型；当半球动压马达的轴放入到支撑板上的V型槽中后，使用螺栓将压板和支撑板顶端V型槽两端部分固定连接，起到固定压紧半球动压马达的轴的目的；
[0011]大理石平板表面光洁度小于Ra0.002mm，平面度小于0.005mm。
[0012]电感测微仪放置在大理石平板上；
[0013]定滑轮支架固定在大理石平板上，用于支撑定滑轮、滑轮线与砝码；
[0014]电感测微仪测头支架固定在大理石平板上，用于支撑电感测微仪测头与测微仪连接线；
[0015]测头连接线的一端与电感测微仪连接，中间部分通过电感测位仪测头支架固定，另一端与电感测微仪测头的非敏感端连接；电感测微仪测头的敏感端与动压马达的待测端接触；
[0016]测量半球型动压马达的轴向间隙时，将半球动压马达放置于轴向间隙测量工装中，紧固螺栓，用轴向间隙测量工装相对的V型槽将半球动压马达的转子外圆夹紧；滑轮线的一端与半球动压马达的轴竖直向上一端连接，另一端与砝码连接；
[0017]测量半球动压马达的径向间隙时，将半球动压马达水平放置于径向间隙测量工装的V型槽中，用径向间隙测量工装的V型槽将半球动压马达的轴进行固定，滑轮线的一端与半球型动压马达的转子外圆待测端连接，另一端与砝码连接；
[0018]半球动压马达的轴上带有压紧套，压紧套为紫铜材质，与半球动压马达的轴螺纹连接，避免马达轴在测量过程受到磨损或划伤。
[0019]本发明的一种半球型动压马达轴承间隙高精度测量方法，该方法用于测量半球型动压马达轴承的轴向间隙和径向间隙；
[0020]步骤为:
[0021](I)在半球型动压马达轴的待测端装入压紧套，使半球型动压马达转子外圆与第一 V型铁V型面和第二 V型铁V型面相切，使用螺栓将第一 V型铁和第二 V型铁固定，从而使得半球型动压马达转子外圆紧固在轴向间隙测量工装上，保持马达轴的待测端竖直向上;
[0022](2)将电感测微仪打开，将电感测微仪测头置于待测端压紧套端面中心点，压紧套与滑轮线绳、滑轮、砝码连接，从而使得马达轴与滑轮线绳、滑轮、砝码连接；
[0023](3)用10g砝码施力吊起马达轴，电感测微仪读出测量值，记为LI ;松开10g砝码时，电感测微仪读数L2，两次测量值之差L1-L2即为第一次测量的马达轴向间隙值；拧松螺栓，变换半球型动压马达转子外圆位置，使用轴向间隙测量工装重新固定半球型动压马达转子外圆，用10g砝码施力吊起马达轴，电感测微仪读出测量值，记为LI';松开10g砝码时电感测微仪读数L2'，两次测量值之差LI' -L2'即为第二次测量的马达轴向间隙值；变换半球型动压马达转子外圆位置，重复测量6?8次，取平均值，即为半球型动压马达轴承被测端的轴向间隙；
[0024](4)按照步骤(I) (2) (3)，可测得另一端的轴向间隙。
[0025](5)在半球型动压马达轴两端装入压紧套，将半球动压马达水平放置于径向间隙测量工装的两个V型槽中，使用螺栓将压板和支撑板顶端V型槽两端部分固定连接，从而使得半球动压马达的轴两端压紧固定在V型槽中，滑轮线的一端与半球型动压马达的转子外圆待测端连接，另一端与砝码连接；
[0026](6)将电感测微仪测头置于待测端径向面最高点位置，径向面下部与滑轮线绳、滑轮、砝码连接，通过线绳悬挂砝码；
[0027](7)用10g砝码施力吊起待测端，电感测微仪读出测量值，记为Kl ;松开10g砝码时，电感测微仪读出数值，记为K2 ; (Kl - K2)即为第一次测量的待测端的径向间隙；拧松螺钉，将半球动压马达的轴变换位置，紧固螺钉，使用V型槽将半球动压马达的轴两端压紧，重新进行固定；用10g砝码施力吊起被测试端，电感测微仪读出测量值，记为Kl';松开10g砝码时，电感测微仪读出数值，记为K2' ;(K1' — Κ2')即为第二次测量的被测端的径向间隙；变换半球型动压马达轴的位置，重复测量6?8次，取平均值。
[0028](8)按照步骤(5) (6) (7)，可测得另一端的径向间隙。
[0029]有益效果
[0030](I)本发明的一种半球动压马达轴承间隙高精度测量装置，结构简单，组装便捷，可自行组装，只包括电感测微仪、大理石平板、电感测位仪测头、轴向间隙测量工装、径向间隙测量工装、测头连接线、滑轮线绳、定滑轮支架、电感测位仪测头支架和砝码等10个部件。
[0031](2)本发明的一种半球动压马达轴承间隙高精度测量装置，相对于昂贵的进口高精度三坐标测试仪，价格便宜，总价只是进口高精度三坐标测试仪的千分之一。
[0032](3)采用高精度三坐标测试仪测量半球型动压马达轴承间隙，为间接法测量，其测量误差包括设备误差、取点误差、偶然误差等系统误差，精度只能达到I μπι。本发明的一种半球型动压马达轴承间隙测量装置，采用直接测量法，检测精度高，最高精度可达0.2 μ m，比三坐标的检测精度高。
[0033](4)本发明的一种半球动压马达轴承间隙高精度测量装置，无需特别维护和保养，测试前只需简单擦拭，保持各台面清洁。
[0034](5)本发明的一种半球动压马达轴承间隙高精度测量方法，操作方法简单，使用方便，可在现场对动压马达轴向间隙和径向间隙进行检测，无须专业的检测人员，一般技术人员经过简短的学习即可使用。
[0035](6)本发明一种半球动压马达轴承间隙高精度测量方法，检测时间短，检测效率尚O
【附图说明】
[0036]图1为本发明的装置的组成示意图；
[0037]图2为轴向间隙测量工装中第一 V型铁结构示意图；
[0038]图3为径向间隙测量工装结构示意图；
[0039]图4为半球动压马达轴承轴向间隙测量示意图；
[0040]图5为半球动压马达轴承径向间隙测量示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0042]实施例
[0043]如图1所示，半球型动压马达轴承间隙测量装置，包括电感测微仪、大理石平板、轴向间隙测量工装、径向间隙测量工装、测头连接线、滑轮线绳、定滑轮、定滑轮支架、电感测微仪测头支架和砝码；电感测微仪上带有电感测微仪测头；
[0044]轴向间隙测量工装包括第一 V型铁(如图2所示)、第二 V型铁和两个螺栓，轴向间隙测量工装用于固定半球动压马达的转子外圆，第一 V型铁为右表面的中间部分带有V型槽的铁块，第二 V型铁为左表面的中间部分带有V型