【技术实现步骤摘要】
基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置
本技术涉及一种高速电主轴的可靠性试验装置，更确切的说，本技术涉及一种基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置。
技术介绍
高速电主轴是数控机床的核心功能部件，高速电主轴在促进高速切削技术发展、简化数控机床结构、降低机床成本等方面都发挥着巨大的作用；我国机床工具行业“十二五”发展规划中提出高速电主轴对我国装备制造行业具有强大的推动作用，作为关键的功能部件应加以重点发展和研究。高速电主轴一般应用于数控雕刻机、精密磨床以及高速加工中心等数控装备中，其转速大多可达18000-54000r/min，其中在个别高端装备中，高速电主轴的转速甚至高达100000r/min以上；对高速电主轴进行可靠性试验，并有针对性地改善其薄弱环节，能够极大的提高装备的可靠性水平。高速电主轴可靠性试验装置主要是按照特定的加载规律对高速电主轴进行可靠性试验，利用合适的方法模拟出高速电主轴在实际工作环境下所受到的载荷。目前，国内科研机构对高速电主轴的加载试验主要有测功机扭矩加载、双主轴对拖扭矩加载、对高速...
【技术保护点】
1.一种基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，其特征在于，所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置包括1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分、加载单元部分、扭矩加载部分、动态切削力加载部分与辅助设备部分；/n所述的扭矩加载部分包括立式测功机(26)与膜片联轴器(27)；/n所述的辅助设备部分中的地平铁(1)安装在地基上，立式测功机(26)的底端采用螺栓安装在地平铁(1)上，立式测功机(26)的输出端与膜片联轴器(27)的一端连接，膜片联轴器(27)的另一端与加载单元部分中的输入轴连接；加载单元部分通过2个结构相同的加载单元支撑(25)并采用螺栓安装在立式...
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，其特征在于，所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置包括1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分、加载单元部分、扭矩加载部分、动态切削力加载部分与辅助设备部分；
所述的扭矩加载部分包括立式测功机(26)与膜片联轴器(27)；
所述的辅助设备部分中的地平铁(1)安装在地基上，立式测功机(26)的底端采用螺栓安装在地平铁(1)上，立式测功机(26)的输出端与膜片联轴器(27)的一端连接，膜片联轴器(27)的另一端与加载单元部分中的输入轴连接；加载单元部分通过2个结构相同的加载单元支撑(25)并采用螺栓安装在立式测功机(26)上端的法兰上；1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分安装在加载单元部分的一侧或两侧，加载单元部分的模拟刀柄(24)的两端和左右两侧的1至2套结构相同的安装在高速电主轴定位安装部分中被测的高速电主轴(8)机械连接；动态切削力加载部分通过4个结构相同的立柱(28)安装在加载单元部分前方的地平铁(1)上；辅助设备部分和1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分、扭矩加载部分、动态切削力加载部分之间采用数据线连接。
2.按照权利要求1所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，其特征在于，所述的高速电主轴定位安装部分包括高速电主轴安装台(6)与高速电主轴位置调节机构(7)；
所述的高速电主轴位置调节机构(7)包括4个结构相同的第一滑块(12)、2根结构相同的第一导轨(13)、滚珠丝杠(14)、2个结构相同的轴承支座(15)、第一伺服电机(16)、升降板(17)、第二伺服电机(18)、2个结构相同的滚珠丝杠升降器(19)及第一转轴(20)；
所述的2个结构相同的第一导轨(13)对称地安装在升降板(17)纵向对称线的两侧，每根第一导轨(13)上配装2个结构相同的第一滑块(12)；滚珠丝杠(14)通过两个结构相同的轴承支座(15)安装在升降板(17)的纵向对称线上，第一伺服电机(16)输出端通过刚性联轴器与滚珠丝杠(14)的一端连接，第一伺服电机(16)采用螺栓安装在升降板(17)的右侧，两个结构相同的滚珠丝杠升降器(19)沿升降板(17)的纵向对称线安装在升降板(17)的下面，两个结构相同的滚珠丝杠升降器(19)的顶端和升降板(17)的底端面转动连接，两个结构相同的滚珠丝杠升降器(19)之间采用第一转轴(20)连接，一侧的滚珠丝杠升降器(19)的输入端采用刚性联轴器与第二伺服电机(18)的输出端连接，第二伺服电机(18)与两个结构相同的滚珠丝杠升降器(19)安装在地平铁(1)上，高速电主轴安装台(6)通过其中的主轴定位底板(10)与4个结构相同的第一滑块(12)的顶端螺栓连接，主轴定位底板(10)通过其底端面上的丝杠螺母支架与滚珠丝杠(14)套装在一起。
3.按照权利要求2所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，其特征在于，所述的高速电主轴安装台(6)还包括主轴抱夹(9)与2个结构相同的激光位移传感器(11)；
所述的激光位移传感器(11)采用型号为CL-3000的激光位移传感器；
所述的主轴定位底板(10)为长方形板类结构件，其上均匀地设置有4个用于安装主轴抱夹(9)的长条形通孔，在4个长条形通孔的外侧设置有4组每组2个用于和4个结构相同的第一滑块(12)相连接的螺栓通孔；
所述被测的高速电主轴(8)安装在主轴抱夹(9)上的中心通孔内,并采用螺栓插入主轴抱夹(9)顶端的螺纹孔内固定高速电主轴(8)；主轴抱夹(9)采用螺栓安装在主轴定位底板(10)上，2个结构相同的激光位移传感器(11)通过自带的磁力吸座固定在主轴抱夹(9)上，2个结构相同的激光位移传感器(11)之间夹角为90°，2个结构相同的激光位移传感器(11)的激光头对准高速电主轴(8)的近端。
4.按照权利要求1所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，其特征在于，所述的加载单元部分包括第一轴承加载单元(21)、轴承转向器加载单元(22)、第二轴承加载单元(23)、模拟刀柄(24)与2个结构相同的加载单元支撑(25)；
所述的第一轴承加载单元(21)与第二轴承加载单元(23)分别安装在轴承转向器加载单元(22)的左右两侧，第一轴承加载单元(21)、轴承转向器加载单元(22)与第二轴承加载单元(23)上的半球形凹坑在同一侧的外壁上；模拟刀柄(24)插入第一轴承加载单元(21)、轴承转向器加载单元(22)与第二轴承加载单元(23)中，模拟刀柄(24)的两端从第一轴承加载单元(21)与第二轴承加载单元(23)的左右端伸出；2个结构相同的加载单元支撑(25)对称安装在第一轴承加载单元(21)、轴承转向器加载单元(22)与第二轴承加载单元(23)的下方，2个结构相同的加载单元支撑(25)和第一轴承加载单元(21)、轴承转向器加载单元(22)及第二轴承加载单元(23)的底端面垂直,2个结构相同的加载单元支撑(25)的顶端和第一轴承加载单元(21)、轴承转向器加载单元(22)及第二轴承加载单元(23)的底端面相接触并固定连接。
5.按照权利要求1所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，其特征在于，所述的动态切削力加载部分包括动态切削力位置调整机构与加载装置安装机构；
所述的动态切削力位置调整机构包括直线运动机构与角度调整机构；
所述的直线运动机构包括4个结构相同的立柱(28)、2个结构相同的支撑梁(29)、2个结构相同的第二导轨(30)、4个结构相同的第二滑块(31)、安装底座(32)、推杆电动缸(33)与推杆电动缸支座(34)；
所述的4个结构相同的立柱(28)的底端利用螺栓安装在地平铁(1)的安装面上，4个结构相同的立柱(28)为左、右各2个并相互平行对称地布置；2个结构相同的支撑梁(29)的两端分别与左、右2个立柱(28)之间的内柱壁的上端固定连接，2个结构相同的支撑梁(29)相互平行对正并分别和左、右2个立柱(28)垂直；2个支撑梁(29)的上方平行地分别安装有1根第二导轨(30)，每根第二导轨(30)上配装有2个结构相同的第二滑块(31)；安装底座(32)采用螺栓与4个结构相同的第二滑块(31)的顶端相连接；推杆电动缸支座(34)的两端和右侧的2个结构相同的立柱(28)之间的内壁上端固定连接；推杆电动缸(33)通过脚座固定安装在推杆电动缸支座(34)上，推杆电动缸(33)垂直于推杆电动缸支座(34)，推杆电动缸(33)活塞杆的伸出端通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海吉，李国发，杨兆军，王立鼎，何佳龙，王继利，王升旭，王彦博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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