砂轮主轴可靠性测定装置及测定方法与流程

本发明涉及精密机械测定领域，尤其是一种砂轮主轴可靠性测定装置及测定方法。

背景技术：

数控磨床广泛应用在机械加工制造业中，利用数控程序控制伺服电机驱动砂轮磨削轴类、平面、曲面等；数控磨床的结构可从中国专利公告号cn201410658647.3的发明提供的一种数控磨床获得了解；数控磨床通常为精密零件加工的最后一道工序，所以数控磨床性能的好坏和可靠性的高低对零件加工的精度和加工的效率有着重要的影响；无论是轴类数控磨床、平面数控磨床或曲面数控磨床均包含有砂轮主轴，砂轮主轴的主要作用是带动砂轮高速旋转对工件进行加工；砂轮主轴的径向跳动、轴向窜动、轴承温升过高等对加工可靠性具有很大影响；提高砂轮主轴工作时的可靠性对提高数控磨床的可靠性十分重要；因此需要对砂轮主轴的可靠性进行测定为设计提供依据；传统的砂轮主轴的可靠性测定仅依靠简易的测定仪器，人工定时记录数据并将数据在计算机上进行计算处理，存在测定精度较低，测定效率较低的不足；因此，设计一种测定精度较高，测定效率较高的砂轮主轴可靠性测定装置及测定方法，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服目前的砂轮主轴的可靠性测定仅依靠简易的测定仪器，人工定时记录数据并将数据在电脑上进行计算处理，存在测定精度较低，测定效率较低的不足，提供一种测定精度较高，测定效率较高的砂轮主轴可靠性测定装置及测定方法。

本发明的具体技术方案是：

一种砂轮主轴可靠性测定装置，包括：设有砂轮主轴的主轴箱；所述的砂轮主轴可靠性测定装置还包括：套设在砂轮主轴外的连接套，与连接套枢接的模拟砂轮，与连接套前端连接的扭矩加载装置，至少一个位于模拟砂轮外侧的径向力加载装置，至少一个位于模拟砂轮外侧的径向跳动测定装置，位于连接套外侧的转速测定装置。该砂轮主轴可靠性测定装置测定精度较高，测定效率较高；通过调整砂轮主轴的转速、扭矩加载装置对砂轮主轴加载不同的扭矩、径向力加载装置对砂轮主轴加载不同的径向力，对砂轮主轴可靠性进行测定；转速测定装置记录的砂轮主轴转速数据、径向跳动测定装置记录的砂轮主轴径向跳动数据、扭矩加载装置加载的扭矩数据和径向力加载装置对砂轮主轴加载的径向力数据，通过计算机计算处理，判定砂轮主轴的可靠性；模拟砂轮与连接套枢接，能减少径向力加载装置与模拟砂轮之间的摩擦力，提高可靠性测定精度。

作为优选，所述的机架还包括机架；机架包括：底板，位于模拟砂轮一侧且下端与底板连接的侧支架,位于模拟砂轮另一侧且下端与底板连接的立柱，位于模拟砂轮上侧的横柱；横柱的一端设有套在立柱外的升降调节套和至少一个与升降调节套侧壁螺纹连接的锁紧螺钉。机架结构简单实用；横柱的一端设有套在立柱外的升降调节套使横柱能进行升降并用锁紧螺钉锁紧。

所述的扭矩加载装置包括：位于连接套前侧且与底板连接的前支架,与前支架连接的电涡流制动器，与电涡流制动器的转轴连接的前半联轴器，与连接套前端连接的后半联轴器，穿设于前半联轴器后端和后半联轴器前端的连接销。

扭矩加载装置的电涡流制动器既能测取被测机械的输出转矩和转速，也能对被测机械加载不同的转矩，具有较高的可靠性；前半联轴器后端和后半联轴器前端通过连接销连接便于装拆。

作为优选，所述的径向力加载装置有两个；径向力加载装置包括：径向力加载气缸和设于径向力加载气缸的活塞杆前端的压力传感器；一个径向力加载气缸与底板连接且压力传感器与模拟砂轮下侧相对；另一个径向力加载气缸与侧支架连接且压力传感器与模拟砂轮一侧相对；径向力加载气缸的活塞杆的轴线的延长线与砂轮主轴的轴线相交。径向力加载装置结构简单实用；通过调整与径向力加载气缸的工作缸连接的供气系统的径向压力，能方便调整压力传感器压住模拟砂轮外侧的径向压力。

作为优选，所述的径向跳动测定装置有两个；径向跳动测定装置包括：一端设有位置调整套的安装杆，与安装杆连接且一端设有安装板的安装座，与安装板连接的径向跳动测定位移传感器，至少一个与位置调整套侧壁螺纹连接的紧定螺钉；径向跳动测定位移传感器为非接触位移传感器；一个径向跳动测定装置的位置调整套套在立柱外且紧定螺钉压住立柱；另一个径向跳动测定装置的位置调整套套在横柱外且紧定螺钉压住横柱；径向跳动测定装置的轴线的延长线与砂轮主轴的轴线相交。径向跳动测定装置结构简单可靠；径向跳动测定位移传感器为非接触位移传感器能不对测定产生干扰；通过调整位置调整套的位置并用紧定螺钉锁紧，能根据协议调整径向跳动测定位移传感器的位置。

作为优选，所述的转速测定装置包括：固定架，与固定架连接的转速传感器；固定架与一个安装座连接；转速传感器与连接套侧围相对。转速测定装置结构简单实用。

作为优选，所述的砂轮主轴可靠性测定装置还包括：设于连接套后端且与主轴箱前端相对的轴向窜动测定位移传感器；轴向窜动测定位移传感器为非接触位移传感器。轴向窜动测定位移传感器为非接触位移传感器能不对测定产生干扰。

一种砂轮主轴可靠性测定装置的测定方法，所述的一种砂轮主轴可靠性测定装置，包括：设有砂轮主轴的主轴箱；所述的砂轮主轴可靠性测定装置还包括：套设在砂轮主轴外的连接套，与连接套枢接的模拟砂轮，与连接套前端连接的扭矩加载装置，至少一个位于模拟砂轮外侧的径向力加载装置，至少一个位于模拟砂轮外侧的径向跳动测定装置，位于连接套外侧的转速测定装置，设于连接套后端且与主轴箱前端相对的轴向窜动测定位移传感器，机架；轴向窜动测定位移传感器为非接触位移传感器；机架包括：底板，位于模拟砂轮一侧且下端与底板连接的侧支架,位于模拟砂轮另一侧且下端与底板连接的立柱，位于模拟砂轮上侧的横柱；横柱的一端设有套在立柱外的升降调节套和至少一个与升降调节套侧壁螺纹连接的锁紧螺钉；扭矩加载装置包括：位于连接套前侧且与底板连接的前支架,与前支架连接的电涡流制动器，与电涡流制动器的转轴连接的前半联轴器，与连接套前端连接的后半联轴器，穿设于前半联轴器后端和后半联轴器前端的连接销；径向力加载装置有两个；径向力加载装置包括：径向力加载气缸和设于径向力加载气缸的活塞杆前端的压力传感器；一个径向力加载气缸与底板连接且压力传感器与模拟砂轮下侧相对；另一个径向力加载气缸与侧支架连接且压力传感器与模拟砂轮一侧相对；径向力加载气缸的活塞杆的轴线的延长线与砂轮主轴的轴线相交；径向跳动测定装置有两个；径向跳动测定装置包括：一端设有位置调整套的安装杆，与安装杆连接且一端设有安装板的安装座，与安装板连接的径向跳动测定位移传感器，至少一个与位置调整套侧壁螺纹连接的紧定螺钉；径向跳动测定位移传感器为非接触位移传感器；一个径向跳动测定装置的位置调整套套在立柱外且紧定螺钉压住立柱；另一个径向跳动测定装置的位置调整套套在横柱外且紧定螺钉压住横柱；径向跳动测定装置的轴线的延长线与砂轮主轴的轴线相交；转速测定装置包括：固定架，与固定架连接的转速传感器；固定架与一个安装座连接；转速传感器与连接套侧围相对；步骤一，砂轮主轴向前运动，连接销连接前半联轴器后端和后半联轴器前端；步骤二，径向力加载气缸的活塞杆伸出且推动压力传感器压住模拟砂轮外侧，记录压力数据；步骤三，砂轮主轴带动连接套转动，通过电涡流制动器经连接套对砂轮主轴加载扭矩并记录扭矩数据；通过转速传感器经连接套测定砂轮主轴的转速并记录转速数据；通过径向跳动测定位移传感器经连接套和模拟砂轮砂轮测定主轴的径向跳动并记录径向跳动数据；通过轴向窜动测定位移传感器经连接套测定砂轮主轴的轴向窜动并记录轴向窜动数据；步骤四，通过调整砂轮主轴的转速，调整电涡流制动器加载的扭矩，通过调整与径向力加载气缸的工作缸连接的供气系统的径向压力从而调整压力传感器压住模拟砂轮外侧的压力，进行多次测定并记录多次测定的压力数据、扭矩数据、转速数据、径向跳动数据和轴向窜动数据；步骤五，压力数据、扭矩数据、转速数据、径向跳动数据和轴向窜动数据通过计算机计算处理，判定砂轮主轴的可靠性。砂轮主轴可靠性测定装置的测定方法能满足砂轮主轴可靠性测定需要。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该砂轮主轴可靠性测定装置测定精度较高，测定效率较高；通过调整砂轮主轴的转速、扭矩加载装置对砂轮主轴加载不同的扭矩、径向力加载装置对砂轮主轴加载不同的径向力，对砂轮主轴可靠性进行测定；转速测定装置记录的砂轮主轴转速数据、径向跳动测定装置记录的砂轮主轴径向跳动数据、扭矩加载装置加载的扭矩数据和径向力加载装置对砂轮主轴加载的径向力数据，通过计算机计算处理，判定砂轮主轴的可靠性；模拟砂轮与连接套枢接，能减少径向力加载装置与模拟砂轮之间的摩擦力，提高可靠性测定精度。机架结构简单实用；横柱的一端设有套在立柱外的升降调节套使横柱能进行升降并用锁紧螺钉锁紧。扭矩加载装置的电涡流制动器既能测取被测机械的输出转矩和转速，也能对被测机械加载不同的转矩，具有较高的可靠性；前半联轴器后端和后半联轴器前端通过连接销连接便于装拆。径向力加载装置结构简单实用；通过调整与径向力加载气缸的工作缸连接的供气系统的径向压力，能方便调整压力传感器压住模拟砂轮外侧的径向压力。径向跳动测定装置结构简单可靠；径向跳动测定位移传感器为非接触位移传感器能不对测定产生干扰；通过调整位置调整套的位置并用紧定螺钉锁紧，能根据协议调整径向跳动测定位移传感器的位置。转速测定装置结构简单实用。轴向窜动测定位移传感器为非接触位移传感器能不对测定产生干扰。砂轮主轴可靠性测定装置的测定方法能满足砂轮主轴可靠性测定需要。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1的左视图。

图中：连接套1、模拟砂轮2、主轴箱3、砂轮主轴31、扭矩加载装置4、前支架41、电涡流制动器42、前半联轴器43、后半联轴器44、连接销45、径向力加载装置5、径向力加载气缸51、压力传感器52、径向跳动测定装置6、位置调整套61、安装杆62、安装板63、安装座64、径向跳动测定位移传感器65、紧定螺钉66、转速测定装置7、固定架71、转速传感器72、机架8、底板81、侧支架82、立柱83、横柱84、升降调节套85、锁紧螺钉86、轴向窜动测定位移传感器9。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。

如附图1、附图2所示：一种砂轮主轴可靠性测定装置，包括：设有砂轮主轴31的主轴箱3，套设在砂轮主轴31外的连接套1，与连接套1通过轴承枢接的模拟砂轮2，与连接套1前端连接的扭矩加载装置4，至少一个位于模拟砂轮2外侧的径向力加载装置5，至少一个位于模拟砂轮2外侧的径向跳动测定装置6，位于连接套1外侧的转速测定装置7，设于连接套1后端且与主轴箱3前端相对的轴向窜动测定位移传感器9，机架8；轴向窜动测定位移传感器9为非接触位移传感器。

所述的机架8包括：底板81，位于模拟砂轮2一侧且下端与底板81螺钉连接的侧支架82,位于模拟砂轮2另一侧且下端与底板81螺钉连接的立柱83，位于模拟砂轮2上侧的横柱84；横柱84的一端设有套在立柱83外的升降调节套85和两个与升降调节套85侧壁螺纹连接的锁紧螺钉86。立柱83的横截面形状为矩形；横柱84的横截面形状为矩形。

本实施例中：

所述的扭矩加载装置4包括：位于连接套1前侧且与底板81螺钉连接的前支架41,与前支架41螺钉连接的电涡流制动器42，与电涡流制动器42的转轴键连接的前半联轴器43，与连接套1前端键连接的后半联轴器44，穿设于前半联轴器43后端和后半联轴器44前端的连接销45。

所述的径向力加载装置5有两个；径向力加载装置5包括：径向力加载气缸51和设于径向力加载气缸51的活塞杆前端的压力传感器52；一个径向力加载气缸51与底板81螺钉连接且压力传感器52与模拟砂轮2下侧相对；另一个径向力加载气缸51与侧支架82螺钉连接且压力传感器52与模拟砂轮2一侧相对；径向力加载气缸51的活塞杆的轴线的延长线与砂轮主轴31的轴线相交。

所述的径向跳动测定装置6有两个；径向跳动测定装置6包括：一端设有位置调整套61的安装杆62，与安装杆62螺钉连接且一端设有安装板63的安装座64，与安装板63螺钉连接的径向跳动测定位移传感器65，两个与位置调整套61侧壁螺纹连接的紧定螺钉66；径向跳动测定位移传感器65为非接触位移传感器；一个径向跳动测定装置6的位置调整套61套在立柱83外且紧定螺钉66压住立柱83；另一个径向跳动测定装置6的位置调整套61套在横柱84外且紧定螺钉66压住横柱84；径向跳动测定装置6的轴线的延长线与砂轮主轴31的轴线相交。

所述的转速测定装置7包括：固定架71，与固定架71螺钉连接的转速传感器72；固定架71与一个螺钉安装座64连接；转速传感器72与连接套1侧围相对。

一种砂轮主轴可靠性测定装置的测定方法，所述的一种砂轮主轴可靠性测定装置，包括：设有砂轮主轴31的主轴箱3，套设在砂轮主轴31外的连接套1，与连接套1通过轴承枢接的模拟砂轮2，与连接套1前端连接的扭矩加载装置4，至少一个位于模拟砂轮2外侧的径向力加载装置5，至少一个位于模拟砂轮2外侧的径向跳动测定装置6，位于连接套1外侧的转速测定装置7，设于连接套1后端且与主轴箱3前端相对的轴向窜动测定位移传感器9，机架8；轴向窜动测定位移传感器9为非接触位移传感器；机架8包括：底板81，位于模拟砂轮2一侧且下端与底板81螺钉连接的侧支架82,位于模拟砂轮2另一侧且下端与底板81螺钉连接的立柱83，位于模拟砂轮2上侧的横柱84；横柱84的一端设有套在立柱83外的升降调节套85和两个与升降调节套85侧壁螺纹连接的锁紧螺钉86。立柱83的横截面形状为矩形；横柱84的横截面形状为矩形；本实施例中：扭矩加载装置4包括：位于连接套1前侧且与底板81螺钉连接的前支架41,与前支架41螺钉连接的电涡流制动器42，与电涡流制动器42的转轴键连接的前半联轴器43，与连接套1前端键连接的后半联轴器44，穿设于前半联轴器43后端和后半联轴器44前端的连接销45；径向力加载装置5有两个；径向力加载装置5包括：径向力加载气缸51和设于径向力加载气缸51的活塞杆前端的压力传感器52；一个径向力加载气缸51与底板81螺钉连接且压力传感器52与模拟砂轮2下侧相对；另一个径向力加载气缸51与侧支架82螺钉连接且压力传感器52与模拟砂轮2一侧相对；径向力加载气缸51的活塞杆的轴线的延长线与砂轮主轴31的轴线相交；径向跳动测定装置6有两个；径向跳动测定装置6包括：一端设有位置调整套61的安装杆62，与安装杆62螺钉连接且一端设有安装板63的安装座64，与安装板63螺钉连接的径向跳动测定位移传感器65，两个与位置调整套61侧壁螺纹连接的紧定螺钉66；径向跳动测定位移传感器65为非接触位移传感器；一个径向跳动测定装置6的位置调整套61套在立柱83外且紧定螺钉66压住立柱83；另一个径向跳动测定装置6的位置调整套61套在横柱84外且紧定螺钉66压住横柱84；径向跳动测定装置6的轴线的延长线与砂轮主轴31的轴线相交；转速测定装置7包括：固定架71，与固定架71螺钉连接的转速传感器72；固定架71与一个螺钉安装座64连接；转速传感器72与连接套1侧围相对；步骤一，砂轮主轴31向前运动，连接销45连接前半联轴器43后端和后半联轴器44前端；步骤二，径向力加载气缸51的活塞杆伸出且推动压力传感器52压住模拟砂轮2外侧，记录压力数据；步骤三，砂轮主轴31带动连接套1转动，通过电涡流制动器42经连接套1对砂轮主轴31加载扭矩并记录扭矩数据；通过转速传感器72经连接套1测定砂轮主轴31的转速并记录转速数据；通过径向跳动测定位移传感器65经连接套1和模拟砂轮2砂轮测定主轴的径向跳动并记录径向跳动数据；通过轴向窜动测定位移传感器9经连接套1测定砂轮主轴31的轴向窜动并记录轴向窜动数据；步骤四，通过调整砂轮主轴31的转速，调整电涡流制动器42加载的扭矩，通过调整与径向力加载气缸51的工作缸连接的供气系统的径向压力从而调整压力传感器52压住模拟砂轮2外侧的压力，进行多次测定并记录多次测定的压力数据、扭矩数据、转速数据、径向跳动数据和轴向窜动数据；步骤五，压力数据、扭矩数据、转速数据、径向跳动数据和轴向窜动数据通过计算机计算处理，判定砂轮主轴31的可靠性。

本发明的有益效果是：该砂轮主轴可靠性测定装置测定精度较高，测定效率较高；通过调整砂轮主轴的转速、扭矩加载装置对砂轮主轴加载不同的扭矩、径向力加载装置对砂轮主轴加载不同的径向力，对砂轮主轴可靠性进行测定；转速测定装置记录的砂轮主轴转速数据、径向跳动测定装置记录的砂轮主轴径向跳动数据、扭矩加载装置加载的扭矩数据和径向力加载装置对砂轮主轴加载的径向力数据，通过计算机计算处理，判定砂轮主轴的可靠性；模拟砂轮与连接套枢接，能减少径向力加载装置与模拟砂轮之间的摩擦力，提高可靠性测定精度。机架结构简单实用；横柱的一端设有套在立柱外的升降调节套使横柱能进行升降并用锁紧螺钉锁紧。扭矩加载装置的电涡流制动器既能测取被测机械的输出转矩和转速，也能对被测机械加载不同的转矩，具有较高的可靠性；前半联轴器后端和后半联轴器前端通过连接销连接便于装拆。径向力加载装置结构简单实用；通过调整与径向力加载气缸的工作缸连接的供气系统的径向压力，能方便调整压力传感器压住模拟砂轮外侧的径向压力。径向跳动测定装置结构简单可靠；径向跳动测定位移传感器为非接触位移传感器能不对测定产生干扰；通过调整位置调整套的位置并用紧定螺钉锁紧，能根据协议调整径向跳动测定位移传感器的位置。转速测定装置结构简单实用。轴向窜动测定位移传感器为非接触位移传感器能不对测定产生干扰。砂轮主轴可靠性测定装置的测定方法能满足砂轮主轴可靠性测定需要。

本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。