一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环

1.本发明涉及高速旋转零部件温度检测技术领域，具体涉及一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环。


背景技术：

2.轴承内圈温度的变化在一定程度上可以有效地反映轴承的工作状态，是轴承状态检测的可靠途径之一。对于滚动轴承的温度测量，根据所使用的传感器类型，测量方法可分为接触式轴承温度测量与非接触式轴承温度测量。非接触式轴承温度测量是采样红外温度测量传感器实现，该方法受被测材料的红外线发射率和环境影响较大。接触式轴承温度测量是将温度传感器接触测量部位进行直接测量，可以获得良好的数据结果。但是，对于轴承旋转套圈或者转轴上零件的温度测量，当旋转速度较高时，如何将测量信号从高速旋转设备中稳定传输到数据接收器上，是当前高速回转零部件温度测试急需解决的问题。
3.综上所述，现有的热电偶、热电阻等接触式测温法中，存在不能测量轴承旋转套圈温度的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有的热电偶、热电阻等接触式测温法中，存在不能测量轴承旋转套圈温度的问题，进而提供一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环。
5.本发明的技术方案是：
6.一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，它包括内筒2、旋转轴3、前端盖4、球面气体轴承5、柱面气体轴承6、后端盖7和组合密封结构；
7.旋转轴3同轴插设在内筒2内孔中，旋转轴3两端分别通过球面气体轴承5和柱面气体轴承6与内筒2可转动密封连接，球面气体轴承5与柱面气体轴承6之间设置有组合密封结构，所述组合密封结构套设在旋转轴3中部，内筒2两侧分别安装有前端盖4和后端盖7，组合密封结构包括多个气密封环14和多个密封单元，多个密封单元沿旋转轴3前度方向由前至后依次串联布置，每相邻两个密封单元之间设有一个气密封环14；
8.内筒2端面沿轴向加工有进气主通道，内筒2内部沿径向加工有多个进气支路，每个进气支路的两端分别与进气主通道和内筒2内孔连通，多个进气支路分别与球面气体轴承5、柱面气体轴承6和多个气密封环14的气道一一对应，内筒2端面沿轴向加工排气主通道，内筒2内部沿径向加工有多个排气支路，每个排气支路的两端分别与排气主通道和内筒2内孔连通，多个排气支路分别与多个密封单元两侧空隙处相通布置，后端盖7上分别加工有与进气主通道和排气主通道相对应的进气口和排气口，所述进气口和排气口上分别安装有进气嘴19和排气嘴20；
9.每个密封单元内部设有液态导电金属腔，旋转轴3为中空旋转轴，旋转轴3的中心孔为进液主通道，旋转轴3侧面沿长度方向由前至后依次加工有多个斜孔，旋转轴3的侧面斜孔为液态金属进液孔，每个液态金属进液孔的两端分别与进液主通道和对应的密封单元
的液态导电金属腔连通，内筒2端面沿轴向加工有信号输出主通道，内筒2内部沿径向加工有多个信号输出支路，每个信号输出支路两端分别与排液主通道和对应的密封单元的液态导电金属腔连通，后端盖7上加工有与信号输出主通道相对应的信号输出口21，内筒2的每个信号输出支路内孔中均插装有一个尼龙堵头，尼龙堵头上加工有堵头中心通孔，金属接线柱一端插装在堵头中心通孔内并没入液态导电金属中，金属接线柱另一端连接信号传输导线，所述信号传输导线通过信号输出主通道经信号输出口21输出。
10.进一步地，每个密封单元包括定位环16和两个唇形密封圈15，两个唇形密封圈15分别相对布置在定位环16的两侧，每个唇形密封圈15的小腔均朝向定位环16，每个密封单元中的向定位环16内孔与两个唇形密封圈15的小腔之间形成液态导电金属腔。
11.进一步地，定位环16柱面沿径向加工有多个定位环引线孔，多个定位环引线孔分别与信号输出支路一一对应，内筒2的信号输出支路为径向阶梯孔，多个径向阶梯孔与多个定位环引线孔同心布置，内筒2柱面加工有多个与径向阶梯孔同心布置的内筒螺纹孔，尼龙堵头插装在径向阶梯孔内，尼龙堵头上方的内筒螺纹孔内旋入螺栓将尼龙堵头压紧在定位环16上。
12.进一步地，旋转轴3采用绝缘材料加工而成或者采用表面进行绝缘处理的金属材料加工而成。
13.进一步地，气密封环14内柱面上沿圆周方向加工有内环形导气槽，气密封环14外柱面上沿圆周方向加工有外环形导气槽，气密封环14内部加工有径向导气通道，所述径向导气通道两端分别与内环形导气槽和外环形导气槽连通。
14.进一步地，球面气体轴承5包括前球面轴承本体13和后球面轴承本体12，前球面轴承本体13和后球面轴承本体12并排套设在旋转轴3上。
15.进一步地，前球面轴承本体13、后球面轴承本体12和柱面气体轴承6外柱面上分别沿圆周方向加工有环形导气槽一、环形导气槽二和环形导气槽三。
16.进一步地，前端盖4和后端盖7靠近内筒2的一侧端面均加工有与内筒2内孔相匹配的圆环形凸起，前端盖4的圆环形凸起端面与球面气体轴承5端面接触，后端盖7的圆环形凸起端面与柱面气体轴承6端面接触。
17.进一步地，前端盖4和后端盖7端面上均沿圆周方向均匀加工有多个端盖连接光孔，内筒2两端分别加工有与端盖连接光孔一一对应的端盖连接螺纹孔，前端盖4和后端盖7分别通过多个端盖连接螺栓与内筒2两端固定连接。
18.进一步地，它还包括支撑冷却外筒1，支撑冷却外筒1同轴套设在内筒2外部，内筒2柱面加工有环槽，支撑冷却外筒1两端分别通过密封圈与内筒2密封配合，支撑冷却外筒1外壁上部加工有进水口17，支撑冷却外筒1外壁侧部加工有排水口18。
19.本发明与现有技术相比具有以下效果：
20.1、本发明在不改变液态金属导电滑环工作原理的前提下，通过改变其轴系支撑结构，即使用球面静压气体轴承和柱面气体轴承组合的形式，来满足其对高转速、长寿命的需求；使用通过骨架密封实现对金属液体的静密封，骨架密封和气体密封结合的形式对液态金属进行动密封的密封方法，在保证对液态金属进行良好密封的情况下，减少了密封结构和旋转轴的磨损，提升了导电滑环轴系的工作性能。
21.2、本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环作为旋转器件连接装置，能够很好
的满足高速旋转零部件温度检测系统信号传输装置的要求，同时成本显著低于无线传输装置，对环境的适应性也很好，具有很好的发展和应用前景。本发明在传统接触式测温方法上进行改进，通过采用液态导电金属实现转子和定子导电，并通过支撑和密封设计，使之能够满足对高速旋转零部件的温度监测。
22.3、本发明针对高速旋转轴间信号传输问题，提出了一种适用于高速工况的气浮轴承支撑的液态金属接触式导电滑环，以便服务于对轴承服役状态的温度检测，解决热电偶、热电阻等接触式测温法中，不能测量轴承旋转套圈温度的问题，实现高速旋转轴间的信号稳定传输，提升轴承旋转套圈温度测量的准确性。本发明也可以用于旋转轴上零部件的应变、振动等测试信号的传输。
23.4、旋转轴高速振动以及和密封圈、轴承的摩擦发热均不利于密封圈的长期使用。改进导电滑环的密封结构以及改善其工作环境是提升导电滑环性能的有效方式。本发明从改进轴系结构、密封系统入手，对导电滑环整体结构进行重新设计，在导电滑环外圈配置冷却装置，引入气体轴承、气体密封结构，并规划导电滑环线路和气路布置。提高了密封圈的使用寿命，有效提升了导电滑环的性能。
附图说明
24.图1是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的轴测图；
25.图2是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的主视图；
26.图3是图2在a-a处的剖视图；
27.图4是图2在b-b处的剖视图；
28.图5是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的整体构造示意图；
29.图6是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的轴系结构示意图；
30.图7是本发明的旋转轴3与组合密封结构的内部结构示意图；
31.图8是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的信号传输过程示意图；
32.图9是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的气体传输过程示意图；
33.图10是本发明的气浮轴承支撑的液态金属导电滑环连接示意图。
34.图中：1-支撑冷却外筒；2-内筒；3-旋转轴；4-前端盖；5-球面气体轴承；6-柱面气体轴承；7-后端盖；8-第一密封单元；9-第二密封单元；10-第三密封单元；11-第四密封单元；12-后球面轴承本体；13-前球面轴承本体；14-气密封环；15-唇形密封圈；16-定位环；17-进水口；18-排水口；19-进气嘴；20-排气嘴；21-信号输出口；22-高速轴；23-波纹管联轴器；24-顶丝；25-母头；26-公头；27-输入导线；28-定位环；29-输出导线；30-插针。
具体实施方式
35.具体实施方式一：结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，它包括内筒2、旋转轴3、前端盖4、球面气体轴承5、柱面气体轴承6、后端盖7和组合密封结构；
36.旋转轴3同轴插设在内筒2内孔中，旋转轴3两端分别通过球面气体轴承5和柱面气体轴承6与内筒2可转动密封连接，球面气体轴承5与柱面气体轴承6之间设置有组合密封结构，所述组合密封结构套设在旋转轴3中部，内筒2两侧分别安装有前端盖4和后端盖7，组合
密封结构包括多个气密封环14和多个密封单元，多个密封单元沿旋转轴3前度方向由前至后依次串联布置，每相邻两个密封单元之间设有一个气密封环14；
37.内筒2端面沿轴向加工有进气主通道，内筒2内部沿径向加工有多个进气支路，每个进气支路的两端分别与进气主通道和内筒2内孔连通，多个进气支路分别与球面气体轴承5、柱面气体轴承6和多个气密封环14的气道一一对应，内筒2端面沿轴向加工排气主通道，内筒2内部沿径向加工有多个排气支路，每个排气支路的两端分别与排气主通道和内筒2内孔连通，多个排气支路分别与多个密封单元两侧空隙处相通布置，后端盖7上分别加工有与进气主通道和排气主通道相对应的进气口和排气口，所述进气口和排气口上分别安装有进气嘴19和排气嘴20；
38.每个密封单元内部设有液态导电金属腔，旋转轴3为中空旋转轴，旋转轴3的中心孔为进液主通道，旋转轴3侧面沿长度方向由前至后依次加工有多个斜孔，旋转轴3的侧面斜孔为液态金属进液孔，每个液态金属进液孔的两端分别与进液主通道和对应的密封单元的液态导电金属腔连通，内筒2端面沿轴向加工有信号输出主通道，内筒2内部沿径向加工有多个信号输出支路，每个信号输出支路两端分别与排液主通道和对应的密封单元的液态导电金属腔连通，后端盖7上加工有与信号输出主通道相对应的信号输出口21，内筒2的每个信号输出支路内孔中均插装有一个尼龙堵头，尼龙堵头上加工有堵头中心通孔，金属接线柱一端插装在堵头中心通孔内并没入液态导电金属中，金属接线柱另一端连接信号传输导线，所述信号传输导线通过信号输出主通道经信号输出口21输出。本实施方式中的液态导电金属可以采用镓铟锡合金。
39.本实施方式中，组合密封结构包括四个密封单元，由前至后依次为第一密封单元8、第二密封单元9、第三密封单元10和第四密封单元11。本发明的组合密封结构的密封方式选用骨架密封和气体密封串联结构，实现对液态金属的密封。
40.本实施方式中，一根中空旋转轴3两端分别使用一个柱面气体轴承6和一个球面气体轴承5进行支撑，球面气膜密封既能通过对球心的径向力对旋转轴3进行定位，又能在气膜压力改变时给予旋转轴3提供一定的调节空间。
41.本实施方式中，支撑冷却外筒1、内筒2、前端盖4和后端盖7组成绝缘外壳。绝缘外壳、旋转轴3以及每个密封单元中的两个唇形密封圈15之间形成密封的液态导电金属腔。液态导电金属腔中充入液态导电金属。绝缘外壳固定形成定子，绝缘外壳上安装有接线柱，连接信号传输导线；旋转轴3上钻细孔(即液态金属进液孔)将旋转轴3中的液态金属通过细孔引入绝缘外壳上的金属接线柱实现电路导通。
42.本实施方式中，气路截面和线路截面在滑环周向成一定角度，以避免结构发生干涉。
43.具体实施方式二：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的每个密封单元包括定位环16和两个唇形密封圈15，两个唇形密封圈15分别相对布置在定位环16的两侧，每个唇形密封圈15的小腔均朝向定位环16，每个密封单元中的向定位环16内孔与两个唇形密封圈15的小腔之间形成液态导电金属腔。如此设置，导电滑环选用气体密封和密封圈接触式密封组合密封的方式，唇形密封圈15主要在滑环静止或气体密封不工作时起到主要密封作用，避免金属液体发生泄露，同时在滑环工作时起到辅助密封的作用。当气体进入气密封环14后，在气腔内部形成局部高压，经过气密封环14内圈和旋转轴3柱面间的节流作用后气
体进入唇形密封圈15唇口位置，使唇形密封圈15外侧气压升高，一部分气体进入唇形密封圈15主唇与副唇空腔内，既能在高速轴3的带动下形成气体动压润滑，减少唇形密封圈15与高速轴3的接触面积，减少密封唇的磨损，延长唇形密封圈15的寿命，又能借助气体动压效应形成多气膜，对两唇形密封圈15内部的液态金属进行密封。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
44.本实施方式中，定位环16材料选用刚度较大的绝缘材料保证轴向定位精度，可以选择陶瓷、pa66gf30等材料。
45.具体实施方式三：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的定位环16柱面沿径向加工有多个定位环引线孔，多个定位环引线孔分别与信号输出支路一一对应，内筒2的信号输出支路为径向阶梯孔，多个径向阶梯孔与多个定位环引线孔同心布置，内筒2柱面加工有多个与径向阶梯孔同心布置的内筒螺纹孔，尼龙堵头插装在径向阶梯孔内，尼龙堵头上方的内筒螺纹孔内旋入螺栓将尼龙堵头压紧在定位环16上。如此设置，尼龙堵头中间打通孔穿过金属接线柱没入液态导电金属中，上方接导线从内筒2的通孔引出。为方便装配，在支撑冷却系统的水路上打径向阶梯孔与定位环引线孔同心，尼龙堵头通过阶梯孔定位，上方旋入螺栓将堵头压紧避免泄露，在将螺栓头部的孔焊住与水路隔绝。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
46.具体实施方式四：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的旋转轴3采用绝缘材料加工而成或者采用表面进行绝缘处理的金属材料加工而成。如此设置，为满足电气绝缘要求，旋转轴3可以可以采用绝缘材料整体加工而成，也可以采用金属材料加工成轴后，在轴表面进行绝缘处理，避免轴上带电导致信号紊乱。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
47.本实施方式中，旋转轴3可以选择采用陶瓷材料制成，或者采用45钢、40gr加工成轴后，在轴表面镀绝缘膜，如pvd镀膜。
48.具体实施方式五：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的气密封环14内柱面上沿圆周方向加工有内环形导气槽，气密封环14外柱面上沿圆周方向加工有外环形导气槽，气密封环14内部加工有径向导气通道，所述径向导气通道两端分别与内环形导气槽和外环形导气槽连通。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
49.具体实施方式六：结合图3至图6说明本实施方式，本实施方式的球面气体轴承5包括前球面轴承本体13和后球面轴承本体12，前球面轴承本体13和后球面轴承本体12并排套设在旋转轴3上。如此设置，为方便装配和加工，球面气体轴承5由前球面轴承本体13和后球面轴承本体12两部分组成，球面气膜密封既能通过对球心的径向力对旋转轴进行定位，又能在气膜压力改变时给予旋转轴的提供一定的调节空间。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
50.具体实施方式七：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的前球面轴承本体13、后球面轴承本体12和柱面气体轴承6外柱面上分别沿圆周方向加工有环形导气槽一、环形导气槽二和环形导气槽三。如此设置，为避免对旋转轴3进行额外装配或对旋转轴3进行二次加工引起转动不平衡问题，将导电滑环的支撑结构设计成一个球面气体轴承5和一个柱面气体轴承6，结合的密封形式。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
51.具体实施方式八：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的前端盖4和后端盖7靠近内筒2的一侧端面均加工有与内筒2内孔相匹配的圆环形凸起，前端盖4的圆环形凸起端面与球面气体轴承5端面接触，后端盖7的圆环形凸起端面与柱面气体轴承6端面接触。如此设置，前端盖4、后端盖7和内筒2需要单独设计，并与球面气体轴承5和柱面气体轴承6通过孔套进行轴向定位。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
52.具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的前端盖4和后端盖7端面上均沿圆周方向均匀加工有多个端盖连接光孔，内筒2两端分别加工有与端盖连接光孔一一对应的端盖连接螺纹孔，前端盖4和后端盖7分别通过多个端盖连接螺栓与内筒2两端固定连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
53.具体实施方式十：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式还包括支撑冷却外筒1，支撑冷却外筒1同轴套设在内筒2外部，内筒2柱面加工有环槽，支撑冷却外筒1两端分别通过密封圈与内筒2密封配合，支撑冷却外筒1外壁上部加工有进水口17，支撑冷却外筒1外壁侧部加工有排水口18。如此设置，通过进水口17向支撑冷却外筒1与内筒2之间形成的冷却腔内注入冷却液，实现对整个装置的冷却。其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
54.另外参考图10，出示了导电滑环连接方案。电信号由高速轴22通过接线插头输入至本发明的旋转轴3，高速轴22与旋转轴3通过波纹管联轴器23连接，用顶丝24锁紧并传递扭矩，信号则通过波纹管联轴器23内部进行传递。接线插头的母头25为尼龙材料，中间分别布有四个插口用于和接线插头的公头26连接，另一侧焊接导线接受输入导线27接受高速轴22信号，外圈配有两个半圆定位薄片组成的定位环28与波纹管联轴器23配合。接线插头的公头26则由柔性材料制成，插入旋转轴3端部与轴孔配合，中部与接线插头的母头25插口对应位置分布四个插针30，插针30另一头焊接输出导线29将信号传入导电滑环。由于接线插头的公头26和母头25材料都具有一定弹性，轴高速旋转时，主要由波纹管联轴器23传递扭矩，接线插头部分并不会承受过大扭矩。
55.工作原理
56.结合图1至图10说明本发明一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环的工作原理：
57.本装置在使用时，通过联轴器与高速轴连接使用。当高速轴旋转时，带动导电滑环中的旋转轴3同步转动，电信号由旋转轴3的中心孔及侧面斜孔分别进入第一密封单元8、第二密封单元9、第三密封单元10和第四密封单元11的液态导电金属腔内，通过液态合金与导电滑环单元上方的金属接线柱引出，再由内筒2的信号输出主通道将导线集成线束从导电滑环端部的后端盖7的信号输出口2输出。高压空气则从进气嘴19进入，沿内筒2的进气主通道分别进入球面气体轴承5、柱面气体轴承6和气密封环14，再沿内筒2另一侧的排气主通道输送至导电滑环端部，最后从后端盖7的排气嘴20排出。
58.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：它包括内筒(2)、旋转轴(3)、前端盖(4)、球面气体轴承(5)、柱面气体轴承(6)、后端盖(7)和组合密封结构；旋转轴(3)同轴插设在内筒(2)内孔中，旋转轴(3)两端分别通过球面气体轴承(5)和柱面气体轴承(6)与内筒(2)可转动密封连接，球面气体轴承(5)与柱面气体轴承(6)之间设置有组合密封结构，所述组合密封结构套设在旋转轴(3)中部，内筒(2)两侧分别安装有前端盖(4)和后端盖(7)，组合密封结构包括多个气密封环(14)和多个密封单元，多个密封单元沿旋转轴(3)前度方向由前至后依次串联布置，每相邻两个密封单元之间设有一个气密封环(14)；内筒(2)端面沿轴向加工有进气主通道，内筒(2)内部沿径向加工有多个进气支路，每个进气支路的两端分别与进气主通道和内筒(2)内孔连通，多个进气支路分别与球面气体轴承(5)、柱面气体轴承(6)和多个气密封环(14)的气道一一对应，内筒(2)端面沿轴向加工排气主通道，内筒(2)内部沿径向加工有多个排气支路，每个排气支路的两端分别与排气主通道和内筒(2)内孔连通，多个排气支路分别与多个密封单元两侧空隙处相通布置，后端盖(7)上分别加工有与进气主通道和排气主通道相对应的进气口和排气口，所述进气口和排气口上分别安装有进气嘴(19)和排气嘴(20)；每个密封单元内部设有液态导电金属腔，旋转轴(3)为中空旋转轴，旋转轴(3)的中心孔为进液主通道，旋转轴(3)侧面沿长度方向由前至后依次加工有多个斜孔，旋转轴(3)的侧面斜孔为液态金属进液孔，每个液态金属进液孔的两端分别与进液主通道和对应的密封单元的液态导电金属腔连通，内筒(2)端面沿轴向加工有信号输出主通道，内筒(2)内部沿径向加工有多个信号输出支路，每个信号输出支路两端分别与排液主通道和对应的密封单元的液态导电金属腔连通，后端盖(7)上加工有与信号输出主通道相对应的信号输出口(21)，内筒(2)的每个信号输出支路内孔中均插装有一个尼龙堵头，尼龙堵头上加工有堵头中心通孔，金属接线柱一端插装在堵头中心通孔内并没入液态导电金属中，金属接线柱另一端连接信号传输导线，所述信号传输导线通过信号输出主通道经信号输出口(21)输出。2.根据权利要求1所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：每个密封单元包括定位环(16)和两个唇形密封圈(15)，两个唇形密封圈(15)分别相对布置在定位环(16)的两侧，每个唇形密封圈(15)的小腔均朝向定位环(16)，每个密封单元中的向定位环(16)内孔与两个唇形密封圈(15)的小腔之间形成液态导电金属腔。3.根据权利要求2所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：定位环(16)柱面沿径向加工有多个定位环引线孔，多个定位环引线孔分别与信号输出支路一一对应，内筒(2)的信号输出支路为径向阶梯孔，多个径向阶梯孔与多个定位环引线孔同心布置，内筒(2)柱面加工有多个与径向阶梯孔同心布置的内筒螺纹孔，尼龙堵头插装在径向阶梯孔内，尼龙堵头上方的内筒螺纹孔内旋入螺栓将尼龙堵头压紧在定位环(16)上。4.根据权利要求1或3所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：旋转轴(3)采用绝缘材料加工而成或者采用表面进行绝缘处理的金属材料加工而成。5.根据权利要求4所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：气密封环(14)内柱面上沿圆周方向加工有内环形导气槽，气密封环(14)外柱面上沿圆周方向加工有外环形导气槽，气密封环(14)内部加工有径向导气通道，所述径向导气通道两端分别与内环形导气槽和外环形导气槽连通。
6.根据权利要求5所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：球面气体轴承(5)包括前球面轴承本体(13)和后球面轴承本体(12)，前球面轴承本体(13)和后球面轴承本体(12)并排套设在旋转轴(3)上。7.根据权利要求6所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：前球面轴承本体(13)、后球面轴承本体(12)和柱面气体轴承(6)外柱面上分别沿圆周方向加工有环形导气槽一、环形导气槽二和环形导气槽三。8.根据权利要求7所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：前端盖(4)和后端盖(7)靠近内筒(2)的一侧端面均加工有与内筒(2)内孔相匹配的圆环形凸起，前端盖(4)的圆环形凸起端面与球面气体轴承(5)端面接触，后端盖(7)的圆环形凸起端面与柱面气体轴承(6)端面接触。9.根据权利要求8所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：前端盖(4)和后端盖(7)端面上均沿圆周方向均匀加工有多个端盖连接光孔，内筒(2)两端分别加工有与端盖连接光孔一一对应的端盖连接螺纹孔，前端盖(4)和后端盖(7)分别通过多个端盖连接螺栓与内筒(2)两端固定连接。10.根据权利要求1或9所述的一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，其特征在于：它还包括支撑冷却外筒(1)，支撑冷却外筒(1)同轴套设在内筒(2)外部，内筒(2)柱面加工有环槽，支撑冷却外筒(1)两端分别通过密封圈与内筒(2)密封配合，支撑冷却外筒(1)外壁上部加工有进水口(17)，支撑冷却外筒(1)外壁侧部加工有排水口(18)。

技术总结
一种气浮轴承支撑的液态金属导电滑环，它涉及高速旋转零部件温度检测技术领域。本发明解决了现有的热电偶、热电阻等接触式测温法中，存在不能测量轴承旋转套圈温度的问题。本发明的旋转轴同轴插设在内筒内孔中，旋转轴两端分别通过球面气体轴承和柱面气体轴承与内筒可转动密封连接，球面气体轴承与柱面气体轴承之间设置有组合密封结构，组合密封结构套设在旋转轴中部，内筒两侧分别安装有前端盖和后端盖，组合密封结构中的多个密封单元沿旋转轴前度方向由前至后依次串联布置，每相邻两个密封单元之间设有一个气密封环。本发明用于实现电信号从高速转子到定子的传输，提升轴承旋转套圈温度测量的准确性。套圈温度测量的准确性。套圈温度测量的准确性。


技术研发人员：郑德志 王黎钦 闫志尧 于海威 古乐 张传伟
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/20