电主轴可靠性试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电主轴可靠性试验台，属于机械试验设备。电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接，包括空载试验方法和加载试验方法。优点是结构新颖，成本较低，系统简洁，能够真实模拟实际工况下机床电主轴工作时受到的实际切削力；提高了切削合力加载装置调整的可靠性，能够更有效地进行可靠性试验，为后续的可靠性建模、分析等提供更准确的数据依据。
【专利说明】
电主轴可靠性试验台
技术领域
[0001]本实用新型属于机械试验设备，具体涉及一种数控机床高速电主轴可靠性试验台O
【背景技术】
[0002]数控机床是衡量一个国家工业现代化的重要指标，其可靠性是制约数控机床发展的主要因素之一，而电主轴是数控机床的主要功能部件之一，其可靠性对整个数控机床的可靠性有着重要的影响。目前对电主轴的可靠性试验大多停留在空载状态，即电主轴只进行旋转而对其不施加载荷，或只进行轴向加载或径向加载，不能完全模拟在真实工况下电主轴的受力情况。而且部分现有的加载装置结构复杂，体现在为了实现完全的加载而在轴向和径向各安装一套加载装置，这样整个试验台的成本自然上升。开展可靠性试验方法是提高产品可靠性的主要手段之一，进行可靠性试验的目的在于激发部件工作时的故障、暴露部件在设计、加工、装配过程中存在的缺陷和不足。同时，可靠性试验中采集的数据可以为部件的设计、安装和装配提供指导。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种电主轴可靠性试验台，以解决目前数控机床电主轴可靠性试验装置不能真实地模拟实际工况下电主轴所受的动、静态切削力和切削扭矩、以及现有加载装置结构复杂，成本较高的问题。
[0004]本实用新型采取的技术方案是:电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接。
[0005]本实用新型所述的电主轴支撑部分由调整垫铁、主轴支撑座和抱夹机构组成，主轴支撑座通过调整垫铁与地平铁上方固定连接，抱夹机构与主轴支撑座上方固定连接。
[0006]本实用新型所述的切削扭矩加载部分由弹性膜片联轴器、测功机、测功机底座组成，弹性膜片联轴器一端与加载棒连接、另一端与测功机连接，测功机安装在测功机底座上。
[0007]本实用新型所述的切削合力加载部分由滑板、液压总成、力传感器、加载杆、柱销、支撑板、支腿、底板组成，液压总成安装在滑板上，力传感器与加载杆连接，该加载杆前端有半球形的内凹，滑板通过柱销与支撑板相连接，支撑板安装在支腿上，支腿安装在底板上。
[0008]本实用新型所述滑板与支撑板的连接结构是:滑板为板类结构件，滑板的上平面设有2条平行的T形槽，左右两侧为环形凸缘，凸缘上开有环形槽，并与支撑板上环形排列的螺纹孔对应，滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板上的环形槽和支撑板上的螺纹孔用螺栓进行固定连接，支撑板上设有与柱销的下端配合的中心通孔。
[0009]本实用新型所述的合力轴承单元由左套盖、轴承套、左侧轴承、右侧轴承、轴承盖、右端盖、U形夹持、夹持支座和防护支架组成，左侧轴承、右侧轴承与加载棒安装在轴承套中，轴承盖与轴承套紧固连接，左套盖以及右端盖也与轴承套紧固连接，在轴承套上有球形外凸；由U形夹持、夹持支座和防护支架组成定位夹紧装置，防护支架安装在地平铁上，夹持支座与防护支架紧固连接，轴承套位于U形夹持中。
[0010]本实用新型所述的加载棒安装在合力轴承单元中心处，一端与弹性膜片联轴器连接，另一端用于与电主轴连接。
[0011 ]本实用新型与现有技术相比的有益效果是:
[0012]1.本实用新型所述的电主轴可靠性试验台切削合力加载及快速调整装置采用合力加载方式对电主轴进行切削力加载，切削合力加载具有结构简单，成本较低，系统简洁等特点，能够真实模拟实际工况下机床电主轴工作时受到的实际切削力；
[0013]2.本实用新型所述的切削合力加载方式采用加载杆前端内凹与合力轴承单元中的轴承套端面的外凸相配合的结构，两者配合时不仅保证切削力传递到轴承单元的中心，而且能在保证不发生相对滑动的前提下实现切削合力大范围调整，从而充分模拟电主轴的受力情况；
[0014]3.本实用新型所述的电主轴可靠性试验台切削合力加载及快速调整装置采用运动分解的思想，通过切削合力加载装置中径向连接板沿地平铁T型槽垂直方向的移动和滑板的转动使切削合力加载装置能在尽可能大的范围上对合力轴承单元施加模拟切削合力；
[0015]4.本实用新型所述的电主轴可靠性试验台切削合力加载及快速调整装置的切削合力加载装置中滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过环形槽和弧形排列的螺纹孔用螺栓进行固定连接。两者通过柱销进行定位及大面积接触，通过螺栓进行紧固连接，这种结构设计保证了切削合力加载装置有足够的连接刚度，提高了切削合力加载装置调整的可靠性。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0017]图2是本实用新型电主轴支撑部分的结构示意图；
[0018]图3是本实用新型中切削扭矩加载部分的结构示意图；
[0019]图4是本实用新型中切削合力加载装置的轴测图；
[0020]图5是本实用新型中切削合力加载装置的爆炸图；
[0021 ]图6是本实用新型的合力轴承单元的剖视图；
[0022]图7是本实用新型中合力轴承单元定位及夹紧装置轴测图。
【具体实施方式】
[0023]电主轴支撑部分2、切削扭矩加载部分3和切削合力加载部分4分别固定连接在地平铁I上，加载棒6位于合力轴承单元5的内部，加载棒6的一端与切削扭矩加载部分3连接，切削合力加载部分4置于电主轴支撑部分2和切削扭矩加载部分3的侧面且与地平铁I上方固定连接；
[0024]所述的电主轴支撑部分2由调整垫铁201、主轴支撑座202和抱夹机构203组成，主轴支撑座202通过调整垫铁201与地平铁I上方固定连接，抱夹机构203与主轴支撑座202上方固定连接；
[0025]所述的切削扭矩加载部分3由弹性膜片联轴器301、测功机302、测功机底座303组成，弹性膜片联轴器301—端与加载棒6连接、另一端与测功机302连接，测功机302安装在测功机底座303上；
[0026]所述的切削合力加载部分4由滑板401、液压总成402、力传感器403、加载杆404、柱销405、支撑板406、支腿407、底板408组成，液压总成402安装在滑板401上，力传感器403与加载杆404连接，该加载杆前端有半球形的内凹40401，滑板401通过柱销405与支撑板406相连接，支撑板406安装在支腿407上，支腿407安装在底板408上；
[0027]所述滑板401与支撑板406的连接结构是:滑板401为板类结构件，滑板401的上平面设有2条平行的T形槽40101，左右两侧为环形凸缘40102，凸缘40102上开有环形槽40103，并与支撑板406上环形排列的螺纹孔40601对应，滑板401左右两侧的凸缘40102与支撑板406左右两侧的凸缘40602尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板401上的环形槽40103和支撑板406上的螺纹孔40601用螺栓进行固定连接，支撑板406上设有与柱销405的下端配合的中心通孔40603;
[0028]所述的合力轴承单元5由左套盖501、轴承套502、左侧轴承503、右侧轴承504、轴承盖505、右端盖506、U形夹持507、夹持支座508和防护支架509组成，左侧轴承503、右侧轴承504与加载棒6安装在轴承套502中，轴承盖505与轴承套502紧固连接，左套盖501以及右端盖506也与轴承套502紧固连接，在轴承套502上有球形外凸50201 ；由U形夹持507、夹持支座508和防护支架509组成定位夹紧装置，防护支架509安装在地平铁I上，夹持支座508与防护支架509紧固连接，轴承套位于U形夹持507中；
[0029]所述的加载棒6安装在合力轴承单元5中心处，一端与弹性膜片联轴器301连接，另一端用于与电主轴7连接。
[0030]工作原理:在试验之前，把电主轴7安装在抱夹机构203里，一端与加载棒6连接，根据动、静态切削力大小及方向，调整好切削合力加载装置的位置和角度，通过在上位机控制液压加载装置使加载杆404与合力轴承单元接触并对其施加切削合力，通过测功机对加载棒施加切削扭矩。
【主权项】
1.一种电主轴可靠性试验台，其特征在于:电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接。2.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于:所述的电主轴支撑部分由调整垫铁、主轴支撑座和抱夹机构组成，主轴支撑座通过调整垫铁与地平铁上方固定连接，抱夹机构与主轴支撑座上方固定连接。3.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于:所述的切削扭矩加载部分由弹性膜片联轴器、测功机、测功机底座组成，弹性膜片联轴器一端与加载棒连接、另一端与测功机连接，测功机安装在测功机底座上。4.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于:所述的切削合力加载部分由滑板、液压总成、力传感器、加载杆、柱销、支撑板、支腿、底板组成，液压总成安装在滑板上，力传感器与加载杆连接，该加载杆前端有半球形的内凹，滑板通过柱销与支撑板相连接，支撑板安装在支腿上，支腿安装在底板上。5.根据权利要求4所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于:所述滑板与支撑板的连接结构是:滑板为板类结构件，滑板的上平面设有2条平行的T形槽，左右两侧为环形凸缘，凸缘上开有环形槽，并与支撑板上环形排列的螺纹孔对应，滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板上的环形槽和支撑板上的螺纹孔用螺栓进行固定连接，支撑板上设有与柱销的下端配合的中心通孔。6.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于:所述的合力轴承单元由左套盖、轴承套、左侧轴承、右侧轴承、轴承盖、右端盖、U形夹持、夹持支座和防护支架组成，左侧轴承、右侧轴承与加载棒安装在轴承套中，轴承盖与轴承套紧固连接，左套盖以及右端盖也与轴承套紧固连接，在轴承套上有球形外凸；由U形夹持、夹持支座和防护支架组成定位夹紧装置，防护支架安装在地平铁上，夹持支座与防护支架紧固连接，轴承套位于U形夹持中。7.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于:所述的加载棒安装在合力轴承单元中心处，一端与弹性膜片联轴器连接，另一端用于与电主轴连接。
【文档编号】G01M13/00GK205483528SQ201620117064
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】陈菲, 张恒, 刘国飞, 杨兆军, 叶益丰, 侯超, 赵星汉, 谢群亚, 陈小娟, 陈玮峥
【申请人】吉林大学