一种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置，属于机械设计与制造领域。
【背景技术】
[0002]创新能力的建设是《高档数控机床与基础制造装备》国家重大科技专项的重要内容。2010年以来，数控专项已经布局了包括高速复合数控机床、精密超精密加工、磨削、齿轮加工、刀具以及数控系统等十多个创新能力平台的建设，静压转台是精密超精密数控机床的关键功能部件，它对工件起支承作用并带动其进行高精度回转运动，由于具有低摩擦，高承载能力，在精密机床，航空航天，船舶，重型机械等领域得到了广泛的应用，其承载性能、动态性能及稳定性对于精密机床的加工能力及加工精度有着重要的影响。具体表现在:静压转台在运转过程中由于其导轨面的制造误差、偏置载荷等因素引起的振动也会增强，偏载严重，会导致导轨面和油垫接触的概率增加，进而导致油膜失效，影响转台正常运行，此夕卜，供油压力的波动，转台工作台面的变形等都会对转台运行产生影响进而影响工件的加工质量，所以需要深入分析转台的旋转速度、制造误差、偏载，导轨面变形等因素对静压转台动静态的影响规律，剖析影响转台持续运行的制约因素，形成一套精密超精密静压转台系统静动分析理论。
[0003]精密超精密静压转台一般采用的是定压式供油，而节流器作为定压式静压转台的重要部件，直接影响静压转台的动静性能，本发明主要针对一台液体静压转台装置，设计了一种可变更节流器的装置，可以研究不同节流器类型在不同工作压力、转速、偏载等工况下对静压转台承载性能的影响规律，降低了建立静压转台测试实验平台的加工和使用成本，为研制高承载、高精度的精密超精密静压转台提供依据。
【发明内容】
[0004]本发明主要针对静压转台基础性研究发明设计了一种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置，可以实现毛细管节流器、小孔节流器和薄膜反馈节流器的更换及进行动态测试。
[0005]本发明所要解决的技术问题采用如下技术方案来实现。
[0006]—种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置，该装置包括液体闭式静压转台系统和动态信号采集处理系统，液体闭式静压转台系统的液体静压转台由圆形支承油垫、环形预载油垫、径向轴承三部分构成，其中圆形止推油垫提供支承，环形止推油垫提供预紧，形成闭式支承结构，增加了静压转台的刚度，安装的二个四腔径向轴承控制转台的径向位移和倾覆力矩，支承油垫可以通过不同节流器提供支承，径向轴承采用圆凸台间隙节流器，均匀分布在转台体的内侧壁上；供油系统配备二台电机，一台电机控制齿轮栗把油液从粗过滤器，经单向阀，精过滤器流入到静压转台系统中，另一台电机控制齿轮栗实现油液强制回油。供油系统配有温控柜，使油液制冷温度控制在23度；传动系统通过电机带动多楔带经降速后传递到主轴上；通过结构设计把节流器安装到转台体外侧，方便更换，可以分别采用毛细管节流器、小孔节流器和薄膜反馈节流器，每个节流器都由两部分组成，一部分为底座，另一部分为节流部分，通过四个小螺钉连接，另用四个大螺钉将其固定在转台体的外表面上；流量计和压力表分别设置在转台进油口和油箱上，用来测量油液入口流量和静压转台的供油压力；转台基座提供安放转台及测试装置。
[0007]—种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置包括动态信号采集处理系统，该系统包括激振器、力传感器、电涡流位移传感器、温度传感器、压力传感器和LMS信号采集系统及PC机。激振器一端通过固定装置用软绳自由悬挂，另一端通过磁座安放在静压旋转工作台上，激振位置为，通过LMS信号采集系统输出激励信号经功率放大器控制激振器频率；力传感器安装在激振器的连接杆上，信号反馈到信号前置放大器然后输入到LMS信号采集系统，然后用送到PC机；压力传感器的探头埋入转台体油垫油腔内部，外端伸出八个端头，为了方便连接和整理，对外部连接部分采取封装办法，一端连接压力传感器输出端，另一端通过数据输入线直接连接到LMS数据采集系统；温度传感器的探头埋入转台体油垫油腔内部，输出端可以连接数显，也可以通过转换装置连接到LMS数据采集系统；电涡流位移传感器探头上刻有螺纹，将探头深入磁座孔内并指向工作台底面，磁座通过螺钉连接固定在转台体上；加速度传感器八个通过磁座均勾吸附在静压转台旋转工作台上，并与每个油垫位置相对应，用来对工作台进行模态测试。
[0008]—种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置，该装置包括液体闭式静压转台系统和动态信号采集处理系统，所述液体闭式静压转台系统安装在静压转台基座上(12)，包括旋转工作台(1)、转台体(2)、圆凸台间隙节流器(3)、可更换节流器(4)、主轴系统(8)和圆形静压油垫(37)。
[0009]液体闭式静压转台系统的转台体(2)由圆形支承油垫、环形预载油垫、径向轴承三部分构成，其中圆形止推油垫提供支承，环形止推油垫提供预紧，形成闭式支承结构，增加了转台体(2)的刚度，安装的二个四腔径向轴承控制转台的径向位移和倾覆力矩，支承油垫可以通过不同节流器提供支承，径向轴承采用圆凸台间隙节流器，均匀分布在转台体的内侧壁上。
[0010]所述圆形静压油垫(37)共八个呈均匀分布安装在转台体(2)上，并由定压供油系统(26)供油；静压油垫(37)上面放置旋转工作台(1)，工作台与主轴(8)栓接连接，主轴
(8)通过转台体上的二个四腔径向轴承(38)实现定位和抵抗倾覆载荷，液压油通过圆凸台间隙节流器(3)进入径向轴承；在静压转台主轴底部安装有环形静压轴承(39)，与支承油垫形成闭式结构；旋转工作台(1)安放在转台基座(12)上。
[0011]所述主轴(8)是通过传动系统采用多楔带降速传递的运动。
[0012]所述定压供油系统(26)是液压油经吸油粗过滤器(32)由电机(30)带动齿轮栗
(29)再经过单向阀(31)、精过滤器(27)流入可更换节流器(4)，最终流入油垫油腔(14)内部；定压系统配有溢流阀、回油和强制回油系统，强制回油由电机带动齿轮栗实现；供油系统配有温控柜，制冷温度控制在23度。
[0013]通过对静压转台的结构设计将可更换节流器(4)安装到转台体外侧，方便更换，可更换节流器(4)为毛细管节流器(35)、小孔节流器(34)、薄膜反馈节流器(36);毛细管节流器(35)、小孔节流器(34)、薄膜反馈节流器(36)都由两部分组成，一部分为底座，另一部分为节流部分，通过四个小螺钉连接，另用四个大螺钉将其固定在转台体的外表面上
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[0014]动态信号采集处理系统包括激振器(19)、力传感器(20)、电涡流位移传感器(5)、温度传感器(6)、压力传感器(7)、LMS信号采集系统和PC机。
[0015]激振器(19) 一端通过固定装置用软绳自由悬挂，另一端通过磁座安放在静压旋转工作台(1)上，激振位置为(16)，通过LMS信号采集系统输出激励信号经功率放大器控制激振器频率。力传感器(20)安装在激振器(19)的连接杆上，信号反馈到信号前置放大器然后输入到LMS信号采集系统，然后用送到PC机。
[0016]压力传感器(7)的探头埋入转台体油垫油腔(14)内部，外端伸出八个端头，为方便连接和整理，对外部连接部分采取封装办法，一端连接压力传感器输出端，另一端通过数据输入线直接连接到LMS数据采集系统。
[0017]温度传感器￠)的探头埋入转台体油垫油腔(14)内部，输出端连接数显，也通过转换装置连接到LMS数据采集系统。
[0018]电涡流位移传感器(5)探头上刻有螺纹，将探头深入磁座孔内并指向工作台底面，磁座通过螺钉连接固定在转台体上。
[0019]加速度传感器(17)八个通过磁座均匀吸附在静压转台旋转工作台(1)上，并与每个静压油垫(37)位置相对应，用来测试工作台的振型。
[0020]相对现有静压转台的实验装置，本发明有如下优点:
[0021 ] 1、本装置可以更换不同节流器。
[0022]2、本装置可以通过施加动态载荷(阶跃载荷、正弦载荷等)测试静压转台在偏载或不同激振频率下的动态响应；可以改变转台旋转速度测试温度及速度对转台动静态特性的影响；可以通过加速度传感器对静压转台进行模态测试。
[0023]3、本装置结构紧凑，成本低，为静压转台基础性研究提供了一个很好的实验测试
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【附图说明】
[0024]图1是本发明可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置的综合实验平台示意图。
[0025]图2a)是本发明静压转台转台体上八个圆形油垫的分布图。
[0026]图2b)是本发明电涡流位移传感器的安装位置图。
[0027]图2c)是本发明压力传感器的安装位置图。
[0028]图2d)是本发明温度传感器的安装位置图。
[0029]图3是本发明加速度传感器及激振点的安放位置图。
[0030]图4是本发明可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置中动态信号采集处理系统示意图。
[0031]图5是本发明可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置的供油系统结构示意图
[0032]图6是本发明中各节流器结构图及其安装位置图。
[0033]图7是本发明中圆形静压油垫、径向轴承和环形静压油垫的位置图。
[0034]图中:1.旋转工作台；2.转台体；3.圆凸台间隙节流器；4.节流器；5.电祸流位移传感器；6.温度传感器；7.压力传感器；8.主轴系统；9.数据连接线；10.LMS数据采集系统；11.PC机；12.静压转台基座；13.圆形静压油垫封油边；14.圆形静压油垫油腔；15.回油槽；16.激振点位置；17.加速度传感器；18.软绳；19.激振器；20.力传感器；21.数据连接线；22.至静压转台进油管路；23.可调压力表；24.回油管路；25.强制回油管路；26.定压供油系统；27.精过滤器；28.溢流阀；29.齿轮栗；30.电机；31.单向阀；
32.粗过滤器；33.节流器安装位置；34.小孔节