電主軸可靠性試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電主軸可靠性試驗臺，屬于機械試驗設備。電主軸支撐部分、切削扭矩加載部分和切削合力加載部分分別固定連接在地平鐵上，加載棒位于合力軸承單元的內(nèi)部，加載棒的一端與切削扭矩加載部分連接，切削合力加載部分置于電主軸支撐部分和切削扭矩加載部分的側(cè)面且與地平鐵上方固定連接，包括空載試驗方法和加載試驗方法。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)新穎，成本較低，系統(tǒng)簡潔，能夠真實模擬實際工況下機床電主軸工作時受到的實際切削力；提高了切削合力加載裝置調(diào)整的可靠性，能夠更有效地進行可靠性試驗，為后續(xù)的可靠性建模、分析等提供更準確的數(shù)據(jù)依據(jù)。
【專利說明】
電主軸可靠性試驗臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于機械試驗設備，具體涉及一種數(shù)控機床高速電主軸可靠性試驗臺O
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機床是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要指標，其可靠性是制約數(shù)控機床發(fā)展的主要因素之一，而電主軸是數(shù)控機床的主要功能部件之一，其可靠性對整個數(shù)控機床的可靠性有著重要的影響。目前對電主軸的可靠性試驗大多停留在空載狀態(tài)，即電主軸只進行旋轉(zhuǎn)而對其不施加載荷，或只進行軸向加載或徑向加載，不能完全模擬在真實工況下電主軸的受力情況。而且部分現(xiàn)有的加載裝置結(jié)構(gòu)復雜，體現(xiàn)在為了實現(xiàn)完全的加載而在軸向和徑向各安裝一套加載裝置，這樣整個試驗臺的成本自然上升。開展可靠性試驗方法是提高產(chǎn)品可靠性的主要手段之一，進行可靠性試驗的目的在于激發(fā)部件工作時的故障、暴露部件在設計、加工、裝配過程中存在的缺陷和不足。同時，可靠性試驗中采集的數(shù)據(jù)可以為部件的設計、安裝和裝配提供指導。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供一種電主軸可靠性試驗臺，以解決目前數(shù)控機床電主軸可靠性試驗裝置不能真實地模擬實際工況下電主軸所受的動、靜態(tài)切削力和切削扭矩、以及現(xiàn)有加載裝置結(jié)構(gòu)復雜，成本較高的問題。
[0004]本實用新型采取的技術(shù)方案是:電主軸支撐部分、切削扭矩加載部分和切削合力加載部分分別固定連接在地平鐵上，加載棒位于合力軸承單元的內(nèi)部，加載棒的一端與切削扭矩加載部分連接，切削合力加載部分置于電主軸支撐部分和切削扭矩加載部分的側(cè)面且與地平鐵上方固定連接。
[0005]本實用新型所述的電主軸支撐部分由調(diào)整墊鐵、主軸支撐座和抱夾機構(gòu)組成，主軸支撐座通過調(diào)整墊鐵與地平鐵上方固定連接，抱夾機構(gòu)與主軸支撐座上方固定連接。
[0006]本實用新型所述的切削扭矩加載部分由彈性膜片聯(lián)軸器、測功機、測功機底座組成，彈性膜片聯(lián)軸器一端與加載棒連接、另一端與測功機連接，測功機安裝在測功機底座上。
[0007]本實用新型所述的切削合力加載部分由滑板、液壓總成、力傳感器、加載桿、柱銷、支撐板、支腿、底板組成，液壓總成安裝在滑板上，力傳感器與加載桿連接，該加載桿前端有半球形的內(nèi)凹，滑板通過柱銷與支撐板相連接，支撐板安裝在支腿上，支腿安裝在底板上。
[0008]本實用新型所述滑板與支撐板的連接結(jié)構(gòu)是:滑板為板類結(jié)構(gòu)件，滑板的上平面設有2條平行的T形槽，左右兩側(cè)為環(huán)形凸緣，凸緣上開有環(huán)形槽，并與支撐板上環(huán)形排列的螺紋孔對應，滑板左右兩側(cè)的凸緣與支撐板左右兩側(cè)的凸緣尺寸相同，互相貼合，兩者通過滑板上的環(huán)形槽和支撐板上的螺紋孔用螺栓進行固定連接，支撐板上設有與柱銷的下端配合的中心通孔。
[0009]本實用新型所述的合力軸承單元由左套蓋、軸承套、左側(cè)軸承、右側(cè)軸承、軸承蓋、右端蓋、U形夾持、夾持支座和防護支架組成，左側(cè)軸承、右側(cè)軸承與加載棒安裝在軸承套中，軸承蓋與軸承套緊固連接，左套蓋以及右端蓋也與軸承套緊固連接，在軸承套上有球形外凸；由U形夾持、夾持支座和防護支架組成定位夾緊裝置，防護支架安裝在地平鐵上，夾持支座與防護支架緊固連接，軸承套位于U形夾持中。
[0010]本實用新型所述的加載棒安裝在合力軸承單元中心處，一端與彈性膜片聯(lián)軸器連接，另一端用于與電主軸連接。
[0011 ]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0012]1.本實用新型所述的電主軸可靠性試驗臺切削合力加載及快速調(diào)整裝置采用合力加載方式對電主軸進行切削力加載，切削合力加載具有結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，系統(tǒng)簡潔等特點，能夠真實模擬實際工況下機床電主軸工作時受到的實際切削力；
[0013]2.本實用新型所述的切削合力加載方式采用加載桿前端內(nèi)凹與合力軸承單元中的軸承套端面的外凸相配合的結(jié)構(gòu)，兩者配合時不僅保證切削力傳遞到軸承單元的中心，而且能在保證不發(fā)生相對滑動的前提下實現(xiàn)切削合力大范圍調(diào)整，從而充分模擬電主軸的受力情況；
[0014]3.本實用新型所述的電主軸可靠性試驗臺切削合力加載及快速調(diào)整裝置采用運動分解的思想，通過切削合力加載裝置中徑向連接板沿地平鐵T型槽垂直方向的移動和滑板的轉(zhuǎn)動使切削合力加載裝置能在盡可能大的范圍上對合力軸承單元施加模擬切削合力；
[0015]4.本實用新型所述的電主軸可靠性試驗臺切削合力加載及快速調(diào)整裝置的切削合力加載裝置中滑板左右兩側(cè)的凸緣與支撐板左右兩側(cè)的凸緣尺寸相同，互相貼合，兩者通過環(huán)形槽和弧形排列的螺紋孔用螺栓進行固定連接。兩者通過柱銷進行定位及大面積接觸，通過螺栓進行緊固連接，這種結(jié)構(gòu)設計保證了切削合力加載裝置有足夠的連接剛度，提高了切削合力加載裝置調(diào)整的可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型電主軸支撐部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實用新型中切削扭矩加載部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實用新型中切削合力加載裝置的軸測圖；
[0020]圖5是本實用新型中切削合力加載裝置的爆炸圖；
[0021 ]圖6是本實用新型的合力軸承單元的剖視圖；
[0022]圖7是本實用新型中合力軸承單元定位及夾緊裝置軸測圖。
【具體實施方式】
[0023]電主軸支撐部分2、切削扭矩加載部分3和切削合力加載部分4分別固定連接在地平鐵I上，加載棒6位于合力軸承單元5的內(nèi)部，加載棒6的一端與切削扭矩加載部分3連接，切削合力加載部分4置于電主軸支撐部分2和切削扭矩加載部分3的側(cè)面且與地平鐵I上方固定連接；
[0024]所述的電主軸支撐部分2由調(diào)整墊鐵201、主軸支撐座202和抱夾機構(gòu)203組成，主軸支撐座202通過調(diào)整墊鐵201與地平鐵I上方固定連接，抱夾機構(gòu)203與主軸支撐座202上方固定連接；
[0025]所述的切削扭矩加載部分3由彈性膜片聯(lián)軸器301、測功機302、測功機底座303組成，彈性膜片聯(lián)軸器301—端與加載棒6連接、另一端與測功機302連接，測功機302安裝在測功機底座303上；
[0026]所述的切削合力加載部分4由滑板401、液壓總成402、力傳感器403、加載桿404、柱銷405、支撐板406、支腿407、底板408組成，液壓總成402安裝在滑板401上，力傳感器403與加載桿404連接，該加載桿前端有半球形的內(nèi)凹40401，滑板401通過柱銷405與支撐板406相連接，支撐板406安裝在支腿407上，支腿407安裝在底板408上；
[0027]所述滑板401與支撐板406的連接結(jié)構(gòu)是:滑板401為板類結(jié)構(gòu)件，滑板401的上平面設有2條平行的T形槽40101，左右兩側(cè)為環(huán)形凸緣40102，凸緣40102上開有環(huán)形槽40103，并與支撐板406上環(huán)形排列的螺紋孔40601對應，滑板401左右兩側(cè)的凸緣40102與支撐板406左右兩側(cè)的凸緣40602尺寸相同，互相貼合，兩者通過滑板401上的環(huán)形槽40103和支撐板406上的螺紋孔40601用螺栓進行固定連接，支撐板406上設有與柱銷405的下端配合的中心通孔40603;
[0028]所述的合力軸承單元5由左套蓋501、軸承套502、左側(cè)軸承503、右側(cè)軸承504、軸承蓋505、右端蓋506、U形夾持507、夾持支座508和防護支架509組成，左側(cè)軸承503、右側(cè)軸承504與加載棒6安裝在軸承套502中，軸承蓋505與軸承套502緊固連接，左套蓋501以及右端蓋506也與軸承套502緊固連接，在軸承套502上有球形外凸50201 ；由U形夾持507、夾持支座508和防護支架509組成定位夾緊裝置，防護支架509安裝在地平鐵I上，夾持支座508與防護支架509緊固連接，軸承套位于U形夾持507中；
[0029]所述的加載棒6安裝在合力軸承單元5中心處，一端與彈性膜片聯(lián)軸器301連接，另一端用于與電主軸7連接。
[0030]工作原理:在試驗之前，把電主軸7安裝在抱夾機構(gòu)203里，一端與加載棒6連接，根據(jù)動、靜態(tài)切削力大小及方向，調(diào)整好切削合力加載裝置的位置和角度，通過在上位機控制液壓加載裝置使加載桿404與合力軸承單元接觸并對其施加切削合力，通過測功機對加載棒施加切削扭矩。
【主權(quán)項】
1.一種電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:電主軸支撐部分、切削扭矩加載部分和切削合力加載部分分別固定連接在地平鐵上，加載棒位于合力軸承單元的內(nèi)部，加載棒的一端與切削扭矩加載部分連接，切削合力加載部分置于電主軸支撐部分和切削扭矩加載部分的側(cè)面且與地平鐵上方固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:所述的電主軸支撐部分由調(diào)整墊鐵、主軸支撐座和抱夾機構(gòu)組成，主軸支撐座通過調(diào)整墊鐵與地平鐵上方固定連接，抱夾機構(gòu)與主軸支撐座上方固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:所述的切削扭矩加載部分由彈性膜片聯(lián)軸器、測功機、測功機底座組成，彈性膜片聯(lián)軸器一端與加載棒連接、另一端與測功機連接，測功機安裝在測功機底座上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:所述的切削合力加載部分由滑板、液壓總成、力傳感器、加載桿、柱銷、支撐板、支腿、底板組成，液壓總成安裝在滑板上，力傳感器與加載桿連接，該加載桿前端有半球形的內(nèi)凹，滑板通過柱銷與支撐板相連接，支撐板安裝在支腿上，支腿安裝在底板上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:所述滑板與支撐板的連接結(jié)構(gòu)是:滑板為板類結(jié)構(gòu)件，滑板的上平面設有2條平行的T形槽，左右兩側(cè)為環(huán)形凸緣，凸緣上開有環(huán)形槽，并與支撐板上環(huán)形排列的螺紋孔對應，滑板左右兩側(cè)的凸緣與支撐板左右兩側(cè)的凸緣尺寸相同，互相貼合，兩者通過滑板上的環(huán)形槽和支撐板上的螺紋孔用螺栓進行固定連接，支撐板上設有與柱銷的下端配合的中心通孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:所述的合力軸承單元由左套蓋、軸承套、左側(cè)軸承、右側(cè)軸承、軸承蓋、右端蓋、U形夾持、夾持支座和防護支架組成，左側(cè)軸承、右側(cè)軸承與加載棒安裝在軸承套中，軸承蓋與軸承套緊固連接，左套蓋以及右端蓋也與軸承套緊固連接，在軸承套上有球形外凸；由U形夾持、夾持支座和防護支架組成定位夾緊裝置，防護支架安裝在地平鐵上，夾持支座與防護支架緊固連接，軸承套位于U形夾持中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸可靠性試驗臺，其特征在于:所述的加載棒安裝在合力軸承單元中心處，一端與彈性膜片聯(lián)軸器連接，另一端用于與電主軸連接。
【文檔編號】G01M13/00GK205483528SQ201620117064
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】陳菲, 張恒, 劉國飛, 楊兆軍, 葉益豐, 侯超, 趙星漢, 謝群亞, 陳小娟, 陳瑋崢
【申請人】吉林大學