一种小型精密静压实验台台面变形检测装置的制作方法

本发明涉及一种小型精密静压实验转台台面变形检测装置，此类检测装置适用于小型、微型、精密静压转台台面变形的检测。

背景技术：

在“中国制造2025”大背景下，超精密制造技术是我国现代化装备制造的核心支撑技术，将成为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。精密静压转台作为超精密加工设备的核心部件之一，其技术性能和制造水平直径影响到超精密机床的加工精度。

机床制造企业及研究机构对静压转台的设计与分析中均未考虑静压转台台面变形问题，将台面视为刚体，忽略了台面变形的影响。由于静压转台自身刚度的制约及工件加载位置的影响，静压转台在承载工件时台面将发生弹性变形，影响静压支承油垫油膜流态及整体承载性能，并降低机床加工精度。目前，缺乏静压转台台面变形直接检测装置，设计一种精密静压转台台面变形检测装置对于研究和设计静压转台具有重要意义。

技术实现要素：

为了能更准确的得到精密静压转台各支承油垫处油膜厚度及油腔压力，本发明提供了一种精密静压转台台面变形检测装置，该装置可以完成精密静压转台的静态测试：静压转台在不同加载位置、不同加载力下台面变形量及各支承油垫处的油膜厚度、油腔压力。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种小型精密静压实验转台台面变形检测装置，包括：精密静压转台、加载装置、台面变形检测装置及信号采集处理系统；其特征在于：

台面变形检测装置包括两部分：(1)静压转台台面自身变形检测装置，台面直径为D₄，支承油垫分布直径为D₂，采用三根光纤传感器，一根光纤传感器沿着支承油垫分布直径D₂布置一圈，另外两根分别沿着D₁、D₃处布置一圈，其中D₁＝D₂/2，(2)静压转台台面浮起量检测装置，将电涡流位移传感器布置于支承油垫附近台面的底部。

进一步，加载装置采用两个交叉呈“十字形”横梁的门型框架固定，将液压缸安装在悬臂梁下，并能沿着加载臂调节位置，加载臂的一段通过转轴悬挂于门型框架的横梁中间。

采用以上设计方案，其特点是：

(1)加载装置采用门型框架结构，并配合压力传感器能够实时准确的控制加载力的大小并实现加载位置可调节；

(2)转台台面自身变形检测采用三根光纤传感器分别布置在不同的半径处，通过数据拟合能够反映台面自身在外载下的变形情况；

(3)台面变形检测装置采用电涡流位移传感器与光纤传感器配合，能够精准得到各支承油垫处油膜厚度及整个台面的变形情况，为静压转台流固耦合计算方法提供实验验证数据。

附图说明

图1为精密静压实验台及加载装置示意图

图2为台面光纤传感器布置示意图

图3为电涡流位传感器布置示意图

图4为电涡流位传感器及油腔压力传感器布置示意图

图中，1是静压转台台面，2是静压转台基座，3是电涡流位移传感器布置点，4是门型框架，5是S型压力传感器，6是液压加载缸，7、8、9分别是三根光纤传感器，10是支承油垫，11是油腔压力传感器，12是电涡流位移传感器支架，13是电涡流位移传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。

图1为精密静压实验台及加载装置的布局图，通过液压加载缸6实现对静压转台台面1的加载，并由S型压力传感器实时的控制加载力的大小；图2为台面光纤传感器布置图，台面直径为D₄，支承油垫分布直径为D₂，采用三根光纤传感器7、8、9分别在直径为D₁、D₂、D₃的圆周上布置，其中D₁＝D₂/2，

该静压实验台共有八个支承油垫如图4中的10所示，电涡流位移传感器位于支承油垫外侧，油腔压力传感器通过在转台基座上打孔将压力传感器测压端面与油腔中的液压油接触，在静压转台基座2上布置八个电涡流位移传感器和八个油腔压力传感器，每个油垫对应一个电涡流位移传感器和一个油腔压力传感器用于测量静压转台浮起时台面的浮起量及各油腔内部的压力，安装位置如图3及图4中的11、12、13所示。

转台额定载重为W，加载时，加载位置的选择需避开图中7、8、9三根光纤传感器，分别在转台中心处、处、及台面外沿处加载；在各加载位置处分别以加载，通过信号采集系统记录不同加载点在不同的加载力作用下，各类传感器的相关数值，得到八个油垫油腔内的压力、八个位移传感器的变化值及三个光纤传感器的变化值。