一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台制造技术

一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，工作台上设置有用于对应支撑待测主轴的前部和后部的前主轴固定支架和后主轴固定支架，对应待测主轴前端的检验棒和主轴刀柄设置用于获取检验棒位移信息的位移信息采集机构，用于获取主轴刀柄旋转信息的角度/测速信息采集机构，待测主轴前端和后端均设置有用于获取待测主轴在运行过程的振动信息和温度信息的加速度传感器和温度传感器，工作台下面设置有用于驱动待测主轴旋转的驱动电机，调整驱动电机水平位置的电机位置调整机构，获取驱动电机移动的张紧力大小的力传感器组件，驱动电机的电机带轮通过传动皮带连接待测主轴后端的主轴带轮。本实用新型专利技术能够实现全方位的系统集成的机床主轴动态性能测试实验平台。

A machine tool spindle test platform capable of simulating working conditions

A machine tool spindle testing platform can be used to simulate working conditions. A front and rear spindle fixed bracket for supporting the front and rear parts of the main shaft to be measured is set on the working table, and a displacement information collection mechanism for obtaining the displacement information of the inspection rod is set up for the inspection rod and the spindle head of the main shaft front of the spindle. An acceleration sensor and temperature sensor for obtaining the vibration information and temperature information of the main shaft in the running process is set up in the front and rear end of the spindle. The driving motor is set under the working table for driving the spindle to be rotated. The motor position adjustment mechanism that drives the horizontal position of the motor gets the force sensor component of the tension force of the driving motor, and the motor pulley of the driving motor connects the main shaft belt wheel to the rear end of the spindle through the transmission belt. The utility model can realize the omni-directional system integration experimental platform for machine tool spindle dynamic performance test.

【技术实现步骤摘要】
一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台
本技术涉及一种机床主轴试车平台。特别是涉及一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台。
技术介绍
随着现代制造业的不断发展，机床作为具有高科技含量的现代化“工作母机”，是实现制造技术和装备制造业现代化的重要基础装备，其质量、性能和拥有量是衡量一个国家工业现代化水平、综合国力的重要标志，因此在国民经济现代化的建设中起着重大作用。主轴单元是现代金属切削机床的重要组成部分，机床制造领域中对高速高精度主轴的性能要求越来越高。随着科学技术的发展，机床主轴已经从机床结构中独立出来，形成了一个标准化、系列化的产品。主轴在装配完成后需要进行试运行，即将主轴连接到驱动装置，并以一定转速旋转。在运行过程中需要对主轴进行跟踪测试，以便更好地了解主轴技术性能的参数。测试的具体性能主要包括：系统的振动、热变形、动态回转精度及动平衡等，根据主轴的各项性能参数，可以为制造高精度、高可靠性的主轴单元提供保证，同时，也为主轴设计者和制造者提供实验数据，有利于机床整机性能的提升。而现有的主轴实验台只考虑了上述的一个或者几个因素，不能全面地对主轴的动态性能进行测试。因此亟待建立一种能模拟工况条件，对机床主轴的动态性能进行测试的实验平台。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种利用高性能的模块化硬件实现全方位的系统集成的能模拟工况条件的机床主轴试车平台。本技术所采用的技术方案是：一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，包括工作台，所述工作台上并排设置有用于对应支撑待测主轴的前部和后部的前主轴固定支架和后主轴固定支架，工作台上对应所述待测主轴前端的检验棒和主轴刀柄还分别设置用于获取检验棒位移信息的位移信息采集机构，以及用于获取主轴刀柄旋转信息的角度/测速信息采集机构，所述待测主轴前端和后端均设置有用于获取待测主轴在运行过程的振动信息和温度信息的加速度传感器和温度传感器，所述工作台台面的下面设置有用于驱动所述待测主轴旋转的驱动电机，用于调整所述驱动电机水平位置的电机位置调整机构，以及用于获取驱动电机移动的张紧力大小的力传感器组件，所述驱动电机的电机带轮通过传动皮带连接待测主轴后端的主轴带轮。所述的前主轴固定支架和后主轴固定支架结构相同，均包括有：上面形成有用于嵌入和支撑所述待测主轴的凹槽的下固定支架以及设置在所述待测主轴上方的倒U形结构的上固定支架，所述下固定支架的底座通过螺栓固定在所述工作台上，所述上固定支架开口端的两个端与所述下固定支架开口端的两个端通过销轴铰接连接，还设置有位于待测主轴和上固定支架之间的V型块，所述V型块卡套在所述待测主轴的上面，所述上固定支架的顶端形成有上下贯通的螺孔，所述上固定支架的顶端通过所述的螺孔上下贯穿的螺纹连接有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆通过旋转顶紧在所述V型块的顶端而使待测主轴固定在所述下固定支架的凹槽上。所述的位移信息采集机构，包括有通过位移传感器支架底座板固定在所述工作台上的位移传感器支架，分别安装在所述位移传感器支架上的：对应所述检验棒前端的轴向位移传感器，对应所述检验棒底面的第一径向位移传感器和第二径向位移传感器，对应所述检验棒侧面的第三径向位移传感器和第四径向位移传感器。所述的角度/测速信息采集机构，包括有固定在所述工作台上的角度/测速传感器支架和安装在所述角度/测速传感器支架上的对应于主轴刀柄的角度/测速传感器。所述的加速度传感器和温度传感器，包括有：设置在所述待测主轴前端的第一加速度传感器和第一温度传感器，以及设置在所述待测主轴后端的第二加速度传感器和第二温度传感器。所述的第一加速度传感器、第一温度传感器、第二加速度传感器和第二温度传感器的下表面均设置有磁铁，且通过自带的磁铁吸附在待测主轴的外壳上10所述的电机位置调整机构包括有：固定在所述工作台底部支架上的导轨底座板，并排固定在所述导轨底座板上的第一导轨和第二导轨，分别通过第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块能够沿所述第一导轨和第二导轨移动的驱动电机底座板，所述驱动电机底座板上固定设置有驱动电机，所述驱动电机底座板沿移动方向的一侧设置有用于控制驱动电机底座板沿所述第一导轨和第二导轨移动的张紧气缸，另一侧连接有力传感器组件，所述张紧气缸通过张紧气缸支架设置在所述导轨底座板上。所述的力传感器组件包括有固定在工作台底部的导轨底座板上的L型力传感器固定板，以及固定在所述L型力传感器固定板竖直面上的力传感器连接套筒，所述力传感器连接套筒的侧壁上形成有过线开口，所述力传感器连接套筒的筒内间隙安装有力传感器和位于所述力传感器接近力传感器固定板一侧的力传感器垫片，所述力传感器固定板竖直面上通过螺纹贯穿的连接有力传感器调节螺栓，所述力传感器调节螺栓的顶端与所述力传感器垫片为接触连接。本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，是利用高性能的模块化硬件实现全方位的系统集成的机床主轴动态性能测试实验平台。本技术具有的优点和积极效果是：1)利用V型槽支架安装待测主轴，可实现自动定心；2)采用气缸推动驱动电机底板，且驱动电机底板可沿导轨平行移动，张紧力大小可采用力传感器测得，气缸推力可采用气压调节阀来控制；3)利用本实验平台，可同时测得系统的振动、主轴热变形和动态回转精度，节省了测试时间和加工成本。附图说明图1是本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台整体结构示意图；图2是本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台正面结构示意图；图3是本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台侧面结构示意图；图4是本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台俯视结构示意；图5是本技术中力传感器组件的结构示意图。图中1：工作台2：待测主轴3a：前主轴固定支架3b：后主轴固定支架3.1：下固定支架3.2：上固定支架3.3：锁紧螺杆3.4：V型块3.5：销轴4.1：位移传感器支架4.2：位移传感器支架底座板5.1轴向位移传感器5.2：第一径向位移传感器5.3：第二径向位移传感器5.4：第三径向位移传感器5.5：第四径向位移传感器6.1：第一加速度传感器6.2：第二加速度传感器7.1：第一温度传感器7.2：第二温度传感器8：主轴带轮9：传动皮带10：张紧气缸11：驱动电机底座板12：驱动电机13：电机带轮14.1：第一滑块14.2：第二滑块14.3：第三滑块15.1：第一导轨15.2：第二导轨16：力传感器组件16.1：力传感器16.2：力传感器连接套筒16.3：力传感器垫片16.4：力传感器固定板16.5：力传感器调节螺栓17：角度/测速传感器18：角度/测速传感器支架19：检验棒20：主轴刀柄21：张紧气缸支架22：导轨底座板具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台做出详细说明。如图1、图2、图3、图4所示，本技术的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，包括工作台1，所述工作台1上并排设置有用于对应支撑待测主轴2的前部和后部的前主轴固定支架3a和后主轴固定支架3b，工作台1上对应所述待测主轴2前端的检验棒19和主轴刀柄20还分别设置用于获取检验棒19位移信息的位移信息采集机构，以及用于获取主轴刀柄20旋转信息的角度/测速信息采集机构，所述待测主轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)上并排设置有用于对应支撑待测主轴(2)的前部和后部的前主轴固定支架(3a)和后主轴固定支架(3b)，工作台(1)上对应所述待测主轴(2)前端的检验棒(19)和主轴刀柄(20)还分别设置用于获取检验棒(19)位移信息的位移信息采集机构，以及用于获取主轴刀柄(20)旋转信息的角度/测速信息采集机构，所述待测主轴(2)前端和后端均设置有用于获取待测主轴(2)在运行过程的振动信息和温度信息的加速度传感器和温度传感器，所述工作台(1)台面的下面设置有用于驱动所述待测主轴(2)旋转的驱动电机(12)，用于调整所述驱动电机(12)水平位置的电机位置调整机构，以及用于获取驱动电机(12)移动的张紧力大小的力传感器组件(16)，所述驱动电机(12)的电机带轮(13)通过传动皮带(9)连接待测主轴(2)后端的主轴带轮(8)。

【技术特征摘要】
1.一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)上并排设置有用于对应支撑待测主轴(2)的前部和后部的前主轴固定支架(3a)和后主轴固定支架(3b)，工作台(1)上对应所述待测主轴(2)前端的检验棒(19)和主轴刀柄(20)还分别设置用于获取检验棒(19)位移信息的位移信息采集机构，以及用于获取主轴刀柄(20)旋转信息的角度/测速信息采集机构，所述待测主轴(2)前端和后端均设置有用于获取待测主轴(2)在运行过程的振动信息和温度信息的加速度传感器和温度传感器，所述工作台(1)台面的下面设置有用于驱动所述待测主轴(2)旋转的驱动电机(12)，用于调整所述驱动电机(12)水平位置的电机位置调整机构，以及用于获取驱动电机(12)移动的张紧力大小的力传感器组件(16)，所述驱动电机(12)的电机带轮(13)通过传动皮带(9)连接待测主轴(2)后端的主轴带轮(8)。2.根据权利要求1所述的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，其特征在于，所述的前主轴固定支架(3a)和后主轴固定支架(3b)结构相同，均包括有：上面形成有用于嵌入和支撑所述待测主轴(2)的凹槽的下固定支架(3.1)以及设置在所述待测主轴(2)上方的倒U形结构的上固定支架(3.2)，所述下固定支架(3.1)的底座通过螺栓固定在所述工作台(1)上，所述上固定支架(3.2)开口端的两个端与所述下固定支架(3.1)开口端的两个端通过销轴(3.5)铰接连接，还设置有位于待测主轴(2)和上固定支架(3.2)之间的V型块(3.4)，所述V型块(3.4)卡套在所述待测主轴(2)的上面，所述上固定支架(3.2)的顶端形成有上下贯通的螺孔，所述上固定支架(3.2)的顶端通过所述的螺孔上下贯穿的螺纹连接有锁紧螺杆(3.3)，所述锁紧螺杆(3.3)通过旋转顶紧在所述V型块(3.4)的顶端而使待测主轴(2)固定在所述下固定支架(3.1)的凹槽上。3.根据权利要求1所述的一种能模拟工况条件的机床主轴试车平台，其特征在于，所述的位移信息采集机构，包括有通过位移传感器支架底座板(4.2)固定在所述工作台(1)上的位移传感器支架(4.1)，分别安装在所述位移传感器支架(4.1)上的：对应所述检验棒(19)前端的轴向位移传感器(5.1)，对应所述检验棒(19)底面的第一径向位移传感器(5.2)和第二径向位移传感器(5.3)，对应所述检验棒(19)侧面的第三径向位移传感器(5.4)和第四径向位移传感器(5.5)。4.根据权利要求1所述的一种能模拟工...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈野，赵相松，张大卫，胡高峰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12