静压轴承在扭矩标准装置中的应用

　　扭知标准机是用来复现标准扭知值并用来进行量值传递的标准装置。山于结构上的差异.小同的标准装置所涉及的小确定囚索有所小同.i i_各项囚索对测量结果的影}}向程度也小同。日前‘我们研制的用于扭知标准装置的静压气体轴承以及柔性连接机构大大提高了装置的重复性和复现性.降低了山于安装状态和连接状态小理想而引入的小确定度。

　　一 、静重式扭知标准装置的基本结构及具有空气轴承支撑机构的扭知试验装置

　　目前.国内外常用扭知量程范围的扭知标准装置般采用静重式结构方式.这种结构比较简单.复现性好.涉及的小确定囚索相对较少。静重式扭知标准装置是通过加挂在杠杆两端的砧码来复现两个方向的标准扭知值的.其基本原理如图1所示。目前国内的扭知标准装置.杠杆的旋转支承机构普遍采用刚性刀日和刀承的结构.连接头与被校传感器之间般采用刚性连接方式。

　　日前.我们基于口前国内普遍采用的静重式扭知标准装置的工作原理进行了结构改进研究.研制了采用静压气体轴承支承机构和力向联轴器的扭知试验装置。该装置uJ复现(10佗00) Nml`}J扭知值.用于扭知传感器静态测试试验。其结构形式与咚}1装置甭同.主要改进在于采用了空气轴承支撑.有效地抑制了杠杆除轴向旋转之外的其他运动‘减小了摩擦力知的影}}向‘同时采用的柔性连接夹具也在很大程度上克服了附加弯知与侧向力等寄生分量的产生。这些改进使装置能够工作在较为理想的状态.从而大大减小装置的小确定度。

　　二、静压轴承的设计

　　静压气体轴承是利用气体润滑技术开发出来的核心产品.它是利用气膜支承负荷来减小摩擦的机械构件。与传统的滚动轴承和滑动轴承相比.气体轴承具有速度高、准确度高、功耗低和寿命长等优点。在为扭知标准装置设计静压气体轴承时.首先应按照装置量程的设计要求.设计合适的结构形式.并使轴承和整个杠杆部分的重量尽量小、承载能力尽量大。本文中设计的静压气体轴承的主要参数见表1.

　　1.静压气体轴承的润滑机理

　　用作润滑剂的气体.是薪性叫压缩流体。它的主要}h}质是传输性、吸附性及叫压缩性。主要流动方式有薄层流动、管路流动和通过小孔、毛细管、窄槽的流动及通过多孔介质的流动。润滑气体遵从状态方程。静压气体轴承润滑的关键是通过外部加压供气.通过节流器的节流作用.在轴承具有定偏心的条件下.建立起轴承的承载及刚度机制.从而实现支承载荷效果。山于静压气体轴承通过节流器的加压气体供给轴承.所以.即使在等间隙及初始速度为零的状态下.轴承也能工作。囚此‘从结构上考虑‘静压气体轴承设计的关键是节流器的设计.它是决定整个轴承性能的基础。从性能上分析, 在给定的几何、供气条件下, 首先要确定合适的节流比, 即表压比, 然后确定轴承的各种性能及结构形式。