數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法。試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)臺(tái)體和控制系統(tǒng)，試驗(yàn)臺(tái)體上安裝電機(jī)、徑向切削力模擬加載裝置、軸向切削力模擬加載裝置、軸承加載單元和扭矩加載系統(tǒng)。被測(cè)主軸通過(guò)主軸箱固定在試驗(yàn)臺(tái)體上。電機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸，徑向和軸向切削力模擬加載裝置及扭矩加載系統(tǒng)通過(guò)軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加扭矩、徑向力和軸向力。本發(fā)明創(chuàng)造可以模擬主軸在機(jī)床切削狀態(tài)下的情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車(chē)床主軸的可靠性加載試驗(yàn)和精度衰退測(cè)試，暴露主軸的早期故障并掌握主軸的精度衰退規(guī)律。
【專(zhuān)利說(shuō)明】數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及機(jī)床主軸測(cè)試領(lǐng)域，具體為一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]主軸作為數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床最重要的功能部件之一。機(jī)床的可靠性在很大程度上取決于主軸系統(tǒng)，其故障頻發(fā)且危害度高。而且，由于主軸的高速運(yùn)動(dòng)，在切削狀態(tài)下精度容易喪失。國(guó)內(nèi)有關(guān)數(shù)控機(jī)床主軸的可靠性試驗(yàn)起步較晚，目前對(duì)主軸的可靠性試驗(yàn)主要在機(jī)床上進(jìn)行且只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)模擬動(dòng)態(tài)切削力對(duì)主軸進(jìn)行加載的情況，對(duì)于主軸精度衰退的測(cè)試更是匱乏。因此研發(fā)一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了在主軸裝配到機(jī)床上之前對(duì)主軸進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和精度衰退測(cè)試，并對(duì)主軸新產(chǎn)品或外購(gòu)主軸進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，模擬主軸在機(jī)床切削狀態(tài)下的情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車(chē)床主軸的可靠性加載試驗(yàn)和精度衰退測(cè)試，暴露主軸的早期故障并掌握主軸的精度衰退規(guī)律。
[0004]本發(fā)明創(chuàng)造的另一目的是提供一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)方法。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、扭矩加載試驗(yàn)、軸向和徑向加載試驗(yàn)，用于暴露主軸的早期故障并掌握主軸的精度衰退規(guī)律。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)造采用如下技術(shù)方案:一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)體和控制系統(tǒng)，試驗(yàn)臺(tái)體上安裝有電機(jī)、徑向切削力模擬加載裝置、軸向切削力模擬加載裝置、軸承加載單元和扭矩加載系統(tǒng)。
[0006]所述的軸承加載單元由加載裝置和設(shè)在其內(nèi)的芯軸構(gòu)成。
[0007]所述的扭矩加載系統(tǒng)是，測(cè)功機(jī)的軸依次連接聯(lián)軸器1、扭矩傳感器、聯(lián)軸器I1、軸承座組件和聯(lián)軸器III。
[0008]被測(cè)主軸通過(guò)主軸箱固定在試驗(yàn)臺(tái)體上。
[0009]電機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸，被測(cè)主軸的另一端面與卡盤(pán)連接，卡盤(pán)卡持芯軸，芯軸的另一端與聯(lián)軸器III連接。
[0010]徑向切削力模擬加載裝置和軸向切削力模擬加載裝置分別與加載裝置活動(dòng)連接。
[0011]液壓系統(tǒng)分別連接徑向切削力模擬加載裝置和軸向切削力模擬加載裝置。
[0012]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，所述的徑向切削力模擬加載裝置是:支撐板I通過(guò)可調(diào)支架I和底板I與試驗(yàn)臺(tái)體固定，液壓缸I安裝在支撐板I上，液壓缸I的末端依次安裝壓力傳感器I和加載棒I，加載棒I與軸承加載單元的加載裝置活動(dòng)連接。
[0013]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，優(yōu)選的，液壓缸I的末端設(shè)有彈性裝置I，壓力傳感器I設(shè)在加載棒I和彈性裝置I之間。
[0014]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，所述的軸向切削力模擬加載裝置是:支撐板II通過(guò)可調(diào)支架II和底板II與試驗(yàn)臺(tái)體固定，液壓缸II安裝在支撐板II上，液壓缸II的末端依次安裝壓力傳感器II和加載棒II，加載棒II與杠桿的一端活動(dòng)連接，杠桿的另一端與軸承加載單元的加載裝置的端面活動(dòng)連接。
[0015]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，優(yōu)選的，液壓缸II的末端設(shè)有彈性裝置II，壓力傳感器II設(shè)在加載棒II和彈性裝置II之間。
[0016]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，主軸箱通過(guò)墊板和調(diào)整墊與試驗(yàn)臺(tái)體固定。
[0017]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，扭矩加載系統(tǒng)通過(guò)X-Y工作臺(tái)固定在試驗(yàn)臺(tái)體上。
[0018]上述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)臺(tái)體通過(guò)減振墊安裝在地面上。
[0019]一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)方法，利用上述的試驗(yàn)裝置，方法如下:
[0020]I)用千分表測(cè)定被測(cè)主軸初始狀態(tài)的徑向和軸向的回轉(zhuǎn)精度，及測(cè)定被測(cè)主軸初始狀態(tài)的靜剛度；
[0021]2)被測(cè)主軸通過(guò)主軸箱固定在試驗(yàn)臺(tái)體上，電機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行72h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)，每24h停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；
[0022]3)對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行24h的加載試驗(yàn):扭矩加載系統(tǒng)通過(guò)軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加扭矩加載、徑向切削力模擬加載裝置通過(guò)軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加徑向模擬切削力載荷、軸向切削力模擬加載裝置通過(guò)軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加軸向模擬切削力載荷；電機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，扭矩加載系統(tǒng)和/或徑向切削力模擬加載裝置和/或軸向切削力模擬加載裝置間歇式對(duì)被測(cè)主軸加載，每次加載時(shí)間不少于3min，每?jī)纱渭虞d之間的間歇時(shí)間不大于30s ;加載試驗(yàn)進(jìn)行12h后停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；
[0023]4)加載試驗(yàn)完成后，最后測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度。
[0024]本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是:
[0025]1、本發(fā)明創(chuàng)造可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行扭矩加載試驗(yàn)、徑向加載試驗(yàn)和軸向加載試驗(yàn)，即徑向切削力模擬加載裝置通過(guò)加載裝置對(duì)被測(cè)主軸施加徑向載荷；軸向切削力模擬加載裝置通過(guò)加載裝置對(duì)被測(cè)主軸施加軸向載荷；扭矩加載系統(tǒng)通過(guò)加載裝置對(duì)被測(cè)主軸施加扭矩載荷。并可以根據(jù)實(shí)際工作狀態(tài)任意組合施加三個(gè)方向的載荷，也可以實(shí)現(xiàn)加載時(shí)間、加載力、加載頻率、加載幅度的調(diào)節(jié)。本發(fā)明創(chuàng)造將真實(shí)工作環(huán)境下的切削力對(duì)主軸可靠性產(chǎn)品的重要影響這一因素考慮進(jìn)去，實(shí)現(xiàn)了對(duì)主軸的靜態(tài)力加載和動(dòng)態(tài)力加載，模擬真實(shí)切削過(guò)程中主軸受力情況，更好地還原了主軸的真實(shí)工作狀態(tài)，使得試驗(yàn)中得到的主軸故障數(shù)據(jù)和測(cè)得的可靠性值更為真實(shí)可靠。
[0026]2、本發(fā)明創(chuàng)造整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程循環(huán)有序進(jìn)行，并且將主軸發(fā)生的故障記錄到控制系統(tǒng)，與現(xiàn)場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)采集的主軸故障數(shù)據(jù)相比，提高了試驗(yàn)效率和故障采集速度，節(jié)省了大量的人力、物力和時(shí)間。
[0027]3、本發(fā)明創(chuàng)造，將被測(cè)主軸的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、扭矩加載、軸向力加載、徑向力加載、主軸回轉(zhuǎn)精度保持性測(cè)試、靜剛度衰退測(cè)試進(jìn)行了有效結(jié)合，試驗(yàn)方法科學(xué)且效率高，不僅對(duì)主軸的可靠性進(jìn)行有效測(cè)試，還創(chuàng)新性地對(duì)主軸的精度保持性和剛度保持性進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了多功能于一體。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的立體結(jié)構(gòu)示意圖(省略了液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng))。
[0029]圖2是本發(fā)明創(chuàng)造另一方向的立體示意圖。
[0030]圖3是圖1的A向視圖(省略了液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng))。
[0031]圖4是圖1的B向視圖(省略了液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng))。
[0032]圖5是本發(fā)明創(chuàng)造的俯視圖(省略了液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng))。
[0033]圖6是本發(fā)明創(chuàng)造的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例1 一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置
[0035]如圖1-圖6所示，一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，由試驗(yàn)臺(tái)體(10)、電機(jī)
(20)、徑向切削力模擬加載裝置(30)、軸向切削力模擬加載裝置(40)、軸承加載單元(50)、扭矩加載系統(tǒng)(60)、液壓系統(tǒng)(80)和控制系統(tǒng)(90)構(gòu)成。
[0036]電機(jī)(20)、徑向切削力模擬加載裝置(30)、軸向切削力模擬加載裝置(40)、軸承加載單元(50)和扭矩加載系統(tǒng)(60)安裝在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上。
[0037]試驗(yàn)臺(tái)體(10)通過(guò)減振墊(11)安裝在地面上。進(jìn)行測(cè)試前，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)臺(tái)體
(10)底部的減振墊(11)使試驗(yàn)臺(tái)體的臺(tái)面水平。優(yōu)選的，臺(tái)面上設(shè)計(jì)有若干用于固定的T型槽，徑向切削力模擬加載裝置(30)、軸向切削力模擬加載裝置(40)和扭矩加載系統(tǒng)(60)通過(guò)T型塊或螺栓與T型槽的配合固定在試驗(yàn)臺(tái)體的臺(tái)面上。
[0038]軸承加載單元(50)由加載裝置(51)和設(shè)在其內(nèi)的芯軸(52)構(gòu)成。
[0039]扭矩加載系統(tǒng)(60)是:測(cè)功機(jī)(61)的軸依次連接聯(lián)軸器I (62)、扭矩傳感器(63)、聯(lián)軸器II (64)、軸承座組件(65)和聯(lián)軸器III (66)。
[0040]主軸箱(72)通過(guò)墊板(74)和調(diào)整墊(75)與試驗(yàn)臺(tái)體(10)固定。被測(cè)主軸(71)通過(guò)主軸箱(72)固定在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上。被測(cè)主軸(71)的端面與卡盤(pán)(73)連接。優(yōu)選的，墊板(74)通過(guò)T型塊或螺栓與試驗(yàn)臺(tái)體臺(tái)面上的T型槽配合將主軸箱與試驗(yàn)臺(tái)體固定。調(diào)整墊(75)用于調(diào)整被測(cè)主軸的中心高度。
[0041]電機(jī)(20)通過(guò)皮帶(21)驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸(71)，被測(cè)主軸(71)的另一端面與卡盤(pán)
(73)連接，卡盤(pán)(73)卡持芯軸(52)，芯軸(52)的另一端與聯(lián)軸器III (66)連接。
[0042]徑向切削力模擬加載裝置(30)是:支撐板I (31)通過(guò)可調(diào)支架I (32)和底板I (33)與試驗(yàn)臺(tái)體(10)固定，液壓缸I (34)安裝在支撐板I (31)上，液壓缸I (34)的末端依次安裝壓力傳感器I (35)和加載棒I (36)，液壓系統(tǒng)(80)帶動(dòng)液壓缸I (34)，進(jìn)而帶動(dòng)加載棒I (36)與加載裝置(51)活動(dòng)連接。徑向切削力模擬加載裝置，對(duì)加載裝置施加徑向載荷，加載可實(shí)現(xiàn)加載時(shí)間、加載力、加載頻率、加載幅度的調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，液壓缸I (34)的末端設(shè)有彈性裝置I (37)，壓力傳感器I (35)設(shè)在加載棒I (36)和彈性裝置
I(37)之間。彈性裝置I (37)可以起到防止過(guò)載，保護(hù)主軸的作用，壓力傳感器I (35)，可以檢測(cè)實(shí)際施加力的數(shù)值。
[0043]軸向切削力模擬加載裝置(40)是:支撐板II (41)通過(guò)可調(diào)支架II (42)和底板
II(43)與試驗(yàn)臺(tái)體(10)固定，液壓缸II (44)安裝在支撐板II (41)上，液壓缸II (44)的末端依次安裝壓力傳感器II (45)和加載棒II (46)，液壓系統(tǒng)(80)帶動(dòng)液壓缸II (44)，進(jìn)而帶動(dòng)加載棒II (46)與杠桿(47)的一端活動(dòng)連接，杠桿(47)的另一端與軸承加載單元
(50)的加載裝置(51)的端面活動(dòng)連接。軸向切削力模擬加載裝置，對(duì)加載裝置施加軸向載荷，加載可實(shí)現(xiàn)加載時(shí)間、加載力、加載頻率、加載幅度的調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，液壓缸II (44)的末端設(shè)有彈性裝置II (48)，壓力傳感器II (45)設(shè)在加載棒II (46)和彈性裝置II (48)之間。彈性裝置II (48)可以起到防止過(guò)載，保護(hù)主軸的作用，壓力傳感器II (45)，可以檢測(cè)實(shí)際施加力的數(shù)值。
[0044]扭矩加載系統(tǒng)(60)通過(guò)X-Y工作臺(tái)(67)固定在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上。通過(guò)X-Y工作臺(tái)調(diào)整扭矩加載系統(tǒng)的位置，使測(cè)功機(jī)61的軸，聯(lián)軸器、扭矩傳感器、軸承座組件、軸承加載單元和被測(cè)主軸處于同一軸線(xiàn)上。
[0045]控制系統(tǒng)(90)與電機(jī)(20)、液壓系統(tǒng)(80)、測(cè)功機(jī)(61)、壓力傳感器II (45)、壓力傳感器I (35)和扭矩傳感器(63)相連接?？刂齐姍C(jī)(20)、液壓系統(tǒng)(80)、測(cè)功機(jī)(61)運(yùn)行，采集壓力傳感器II (45)、壓力傳感器I (35)和扭矩傳感器(63)的信息。
[0046]實(shí)施例2 —種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)方法
[0047]采用實(shí)施例1的試驗(yàn)裝置，方法如下:
[0048]I)用千分表測(cè)定被測(cè)主軸(71)初始狀態(tài)的徑向和軸向的回轉(zhuǎn)精度，及測(cè)定被測(cè)主軸初始狀態(tài)的靜剛度；
[0049]2)被測(cè)主軸(71)通過(guò)主軸箱(72)固定在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上，電機(jī)(20)通過(guò)皮帶
(21)驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行72h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)，每24h停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；
[0050]3)對(duì)被測(cè)主軸(71)進(jìn)行24h的加載試驗(yàn):
[0051]扭矩加載系統(tǒng)(60)通過(guò)軸承加載單元(50)對(duì)被測(cè)主軸施加扭矩加載。
[0052]徑向切削力模擬加載裝置(30)通過(guò)軸承加載單元(50)對(duì)被測(cè)主軸施加徑向模擬切削力載荷。
[0053]軸向切削力模擬加載裝置(40)通過(guò)軸承加載單元(50)對(duì)被測(cè)主軸施加軸向模擬切削力載荷。
[0054]電機(jī)(20)通過(guò)皮帶(21)驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，扭矩加載系統(tǒng)(60)和/或徑向切削力模擬加載裝置(30)和/或軸向切削力模擬加載裝置(40)間歇式對(duì)被測(cè)主軸加載，每次加載時(shí)間不少于3min，每?jī)纱渭虞d之間的間歇時(shí)間不大于30s ;加載試驗(yàn)進(jìn)行12h后停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度。
[0055]本發(fā)明創(chuàng)造的創(chuàng)造性還在于任意組合扭矩加載、徑向加載和軸向加載，滿(mǎn)足被測(cè)主軸的實(shí)際工作狀態(tài)。
[0056]4)加載試驗(yàn)完成后，最后測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度。
[0057]采用本發(fā)明創(chuàng)造的方法可以對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、扭矩加載試驗(yàn)、軸向和徑向加載試驗(yàn)、通過(guò)測(cè)定被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度，暴露被測(cè)主軸的早期故障并掌握被測(cè)主軸的精度衰退規(guī)律。[0058]進(jìn)行主軸回轉(zhuǎn)精度測(cè)試時(shí)，對(duì)主軸施加軸向力，用千分表垂直接觸待測(cè)端面,使主軸旋轉(zhuǎn)，測(cè)量相應(yīng)的誤差最大值。測(cè)量主軸孔軸線(xiàn)的徑向精度時(shí)，使檢棒和主軸內(nèi)孔緊密接觸，在靠近主軸端面一點(diǎn)用千分表測(cè)量徑向跳動(dòng)，然后在距離前一測(cè)量點(diǎn)300_的位置，用同樣的方法測(cè)量該點(diǎn)的徑向跳動(dòng)，從而得出主軸孔軸線(xiàn)的徑向跳動(dòng)。
[0059]進(jìn)行主軸靜剛度測(cè)試時(shí)，對(duì)于檢測(cè)主軸的徑向靜剛度，采用徑向切削力模擬加載裝置進(jìn)行徑向加載。先調(diào)整底板上的可調(diào)支架使支撐板水平，并使加載棒與軸承加載單元的軸線(xiàn)處在同一高度，然后通過(guò)液壓缸推動(dòng)活塞，活塞推動(dòng)前端的加載棒I將力作用在軸承加載單元上，軸承加載單元將力施加在主軸上。對(duì)于檢測(cè)主軸的軸向靜剛度，采用同樣的調(diào)整方法調(diào)整加載棒II到與杠桿相適合的高度，加載棒II將力施加在杠桿上,通過(guò)杠桿原理將力作用在軸承加載單元的加載裝置的端面上，由軸承加載單元將力施加在主軸上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主軸的軸向加載。徑向和軸向切削力模擬加載裝置上的液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)加載時(shí)間、加載力、加載頻率和加載幅度的調(diào)節(jié)。
[0060]進(jìn)行扭矩加載測(cè)試時(shí)，通過(guò)X-Y工作臺(tái)上的X軸和Y軸的絲杠驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)功機(jī)的位置調(diào)節(jié)，并可以鎖緊，使測(cè)功機(jī)及聯(lián)軸器、扭矩傳感器、軸承座組件和軸承加載單元滿(mǎn)足同軸度要求。測(cè)功機(jī)對(duì)主軸進(jìn)行扭矩加載，同時(shí)扭矩傳感器記錄扭矩的變化和數(shù)值。
[0061]進(jìn)行模擬工況加載測(cè)試時(shí)，可以對(duì)主軸進(jìn)行徑向、軸向和扭矩的同時(shí)加載或選擇性加載來(lái)模擬實(shí)際的工況。本測(cè)試屬于綜合性測(cè)試，主軸分別在低速、中速、高速情況下連續(xù)進(jìn)行加載測(cè)試，加載系統(tǒng)可以對(duì)主軸進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的動(dòng)態(tài)加載，每次加載測(cè)試周期的加載時(shí)間不少于3min，間歇時(shí)間不大于30s，測(cè)量結(jié)果的數(shù)值可以通過(guò)軟件界面予以顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括試驗(yàn)臺(tái)體(10)和控制系統(tǒng)(90)，試驗(yàn)臺(tái)體(10)上安裝有電機(jī)(20)、徑向切削力模擬加載裝置(30)、軸向切削力模擬加載裝置(40)、軸承加載單元(50)和扭矩加載系統(tǒng)(60);所述的軸承加載單元(50)由加載裝置(51)和設(shè)在其內(nèi)的芯軸(52)構(gòu)成；所述的扭矩加載系統(tǒng)(60)是，測(cè)功機(jī)(61)的軸依次連接聯(lián)軸器I (62)、扭矩傳感器(63)、聯(lián)軸器II (64)、軸承座組件(65)和聯(lián)軸器III (66);被測(cè)主軸(71)通過(guò)主軸箱(72)固定在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上；電機(jī)(20)通過(guò)皮帶(21)驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸(71)，被測(cè)主軸(71)的另一端面與卡盤(pán)(73)連接，卡盤(pán)(73)卡持芯軸(52)，芯軸(52)的另一端與聯(lián)軸器III (66)連接，徑向切削力模擬加載裝置(30)和軸向切削力模擬加載裝置(40)分別與加載裝置(51)活動(dòng)連接；液壓系統(tǒng)(80)分別連接徑向切削力模擬加載裝置(30)和軸向切削力模擬加載裝置(40)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的徑向切削力模擬加載裝置(30)是:支撐板I (31)通過(guò)可調(diào)支架I (32)和底板I (33)與試驗(yàn)臺(tái)體(10)固定，液壓缸I (34)安裝在支撐板I (31)上，液壓缸I (34)的末端依次安裝壓力傳感器I (35)和加載棒I (36)，加載棒I (36)與軸承加載單元(50)的加載裝置(51)活動(dòng)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:液壓缸I (34)的末端設(shè)有彈性裝置I (37)，壓力傳感器I (35)設(shè)在加載棒I (36)和彈性裝置I(37)之 間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的軸向切削力模擬加載裝置(40)是:支撐板II (41)通過(guò)可調(diào)支架II (42)和底板II (43)與試驗(yàn)臺(tái)體(10)固定，液壓缸II (44)安裝在支撐板II (41)上，液壓缸II (44)的末端依次安裝壓力傳感器II (45)和加載棒II (46)，加載棒II (46)與杠桿(47)的一端活動(dòng)連接，杠桿(47)的另一端與軸承加載單元(50)的加載裝置(51)的端面活動(dòng)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:液壓缸II(44)的末端設(shè)有彈性裝置II (48)，壓力傳感器II (45)設(shè)在加載棒II (46)和彈性裝置II (48)之間。
6.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:主軸箱(72)通過(guò)墊板(74)和調(diào)整墊(75)與試驗(yàn)臺(tái)體(10)固定。
7.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:扭矩加載系統(tǒng)(60)通過(guò)X-Y工作臺(tái)(67)固定在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上。
8.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:試驗(yàn)臺(tái)體(10)通過(guò)減振墊(11)安裝在地面上。
9.一種數(shù)控車(chē)床主軸可靠性加載試驗(yàn)方法，其特征在于:利用權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，方法如下: 1)用千分表測(cè)定被測(cè)主軸(71)初始狀態(tài)的徑向和軸向的回轉(zhuǎn)精度，及測(cè)定被測(cè)主軸初始狀態(tài)的靜剛度； 2)被測(cè)主軸(71)通過(guò)主軸箱(72)固定在試驗(yàn)臺(tái)體(10)上，電機(jī)(20)通過(guò)皮帶(21)驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行72h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)，每24h停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；3)對(duì)被測(cè)主軸(71)進(jìn)行24h的加載試驗(yàn):扭矩加載系統(tǒng)(60)通過(guò)軸承加載單元(50)對(duì)被測(cè)主軸施加扭矩載荷，徑向切削力模擬加載裝置(30)通過(guò)軸承加載單元(50)對(duì)被測(cè)主軸施加徑向模擬切削力載荷，軸向切削力模擬加載裝置(40)通過(guò)軸承加載單元(50)對(duì)被測(cè)主軸施加軸向模擬切削力載荷；電機(jī)(20)通過(guò)皮帶(21)驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，扭矩加載系統(tǒng)(60)和/或徑向切削力模擬加載裝置(30和/或軸向切削力模擬加載裝置(40)間歇式對(duì)被測(cè)主軸加載，每次加載時(shí)間不少于3min，每?jī)纱渭虞d之間的間歇時(shí)間不大于30s ;加載試驗(yàn)進(jìn)行12h后停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度； 4)加載試驗(yàn)完成后， 最后測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104019986SQ201410290600
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】劉闊, 李焱, 宋威, 李洪濤, 譚智, 吳玉亮 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司