一种机床滑枕可靠性检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机床部件可靠性检测方法，特别是关于一种利用试验台模拟重型 数控机床实际工作载荷的机床滑枕可靠性检测方法。
【背景技术】
[0002] 对机床进行可靠性试验是获取机床故障数据、建立可靠性分析模型、进行故障诊 断分析和机床可靠性设计的主要方法。机床的可靠性试验主要可以分为两类，一类是针对 于机床整机的现场可靠性试验，另一类是针对机床关键部件的试验台可靠性试验。机床整 机的现场可靠性试验一般是在机床实际加工过程中收集机床的故障信息，这样能够比较全 面的收集到机床的各类故障数据，也可以更为真实的反映出机床的可靠性水平。但是机床 整机的现场可靠性试验周期较长、试验条件不可控，试验环境相对较差，所以机床整机的现 场可靠性试验并不是进行机床可靠性试验的最佳方法。
[0003] 随着机床可靠性试验研宄的深入，针对机床关键部件的试验台可靠性试验逐渐发 展起来。试验台可靠性试验可以针对机床故障多发的关键部件进行加速试验和故障的主动 激发试验，即在不超过机床承载能力的情况下，对机床施加尽可能严酷的试验条件，以求尽 早的激发出机床关键部件的故障，或者对机床关键部件的某一项或几项故障有针对性的施 加试验条件，激发出机床关键部件的某种特定故障信息。试验台可靠性试验具有试验周期 短、试验条件可控、试验环境相对较好以及试验效率高的诸多优点，有望成为机床可靠性试 验的主要方法。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种机床滑枕可靠性检测方法，该方法可以 对多种机床滑枕可靠性进行测试，测试结果较为准确，可靠性较强。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种机床滑枕可靠性检测方法，其特 征在于：所述方法包括以下步骤：首先设定试验条件，然后对待检测机床滑枕依次进行空 运转试验、模拟加载试验、静刚度试验和典型试件切削试验，最后在上述各试验中以及各试 验结束后，对待检测机床滑枕的可靠性进行检测；所述空运转试验是检验待检测滑枕在无 负载条件下的各项性能，初步测定机床滑枕的性能；所述模拟加载试验将机床的滑枕同主 轴箱和主轴作为一个独立的系统从机床中分离出来，将机床主轴箱固定于试验平台之上， 此时该独立的系统只能进行滑枕的伸缩运动以及主轴的伸缩和旋转运动；在主轴端部安装 上模拟刀具，调整变载荷试验台，使其中心与主轴完全对中，然后将变载荷试验台固定，将 模拟刀具伸入变载荷试验台；在试验过程中改变载荷的加载情况，并改变滑枕和主轴的伸 出长度以及主轴的转速，记录滑枕系统的故障信息并测量其温度变化和噪声变化情况，以 暴露出滑枕的故障；所述静刚度试验是在径向方向上对模拟刀具施加静载荷，测量记录滑 枕的变形情况，实现对滑枕挠度的测量；所述典型试件切削试验是将滑枕系统装回机床，令 机床实际加工试件，根据机床所加工试件的精度情况，来判定机床滑枕的实际精度和性能， 同时在加工过程中记录机床滑枕的故障信息以及温度和噪声信息。
[0006] 所述试验条件包括：（1)试验前，按滑枕的已有使用说明对其进行检查，确认滑枕 符合试验要求后，再对其进行试验；（2)试验时的环境条件应符合国家关于机床可靠性试 验的相关规定，环境温度和相对湿度应达到要求；(3)试验工况：a)模拟滑枕的实际使用情 况，在模拟载荷的作用下，使得滑枕的早期故障充分暴露出来；b)试验时不能超过机床滑 枕的额定载荷；(4)预防维护：试验时允许对滑枕进行必要的调整和润滑措施。
[0007] 所述步骤⑵中，环境温度应在16~33°C之间，相对湿度应在19%~70%之间， 极值温度不低于-5°C并且不高于40°C。
[0008] 所述空运转试验中，滑枕通过主轴与试验台连接，其试验包括以下步骤：（1)根据 预先设定的各转速改变主轴的实际转速，并记录每种转速下主轴的实际转速与预先设定转 速之间的差值，以及每种转速下待检测滑枕的伸出长度；（2)测量并记录每种转速条件下 待检测滑枕的温度变化信息，温度的检测主要针对滑枕端部位置进行；（3)测量并记录待 检测滑枕的噪声信息。
[0009] 所述步骤（1)中，所述主轴的实际转速不应超过预设转速的±5%，温度不高于 75°C，噪声声压级不得大于81dB。
[0010] 所述步骤（2)中，选用八个贴片温度传感器，将四个贴片温度传感器分别固定在 所述滑枕端部的四个顶点位置，将其余四个贴片温度传感器分别固定在所述滑枕靠近端部 的四个外壁上，然后将八个贴片温度传感器都与现有温度记录仪连接。
[0011] 所述模拟加载试验中，载荷施加方法为：（1)重型数控机床的载荷分为空载、轻 载、中载和重载，根据载荷分类情况确定机床各种加工方式下的功率利用系数C p: (a)空载， Cp= 0 ; (b)轻载，0 < C p彡 0· 3 ; (c)中载，0· 3 < C p彡 0· 7 ; (d)重载，0· 7 < C p彡 I. 0 ; (2) 根据机床的平均功率利用系数Cp，得出各种工况下消耗的功率PiK占工作时间的比例关 系，即为机床的功率使用图谱，确定模拟载荷加载方法。
[0012] 所述步骤（1)中，平均功率利用系数Cp是指机床平均使用的功率声与额定功率P 的比值，即：
【主权项】
1. 一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： 首先设定试验条件，然后对待检测机床滑枕依次进行空运转试验、模拟加载试验、静刚 度试验和典型试件切削试验，最后在上述各试验中以及各试验结束后，对待检测机床滑枕 的可靠性进行检测； 所述空运转试验是检验待检测滑枕在无负载条件下的各项性能，初步测定机床滑枕的 性能； 所述模拟加载试验将机床的滑枕同主轴箱和主轴作为一个独立