一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置，包括底座、电主轴、径向力加载机构以及轴向力加载机构，所述径向力加载机构包括径向力基座、径向力轴以及径向力加载组件，所述径向磁力轴与安装块之间设有径向力气隙调节机构；所述轴向力加载机构包括轴向加载盘以及轴向力加载组件，所述轴向力加载组件包括轴向力基座、轴向磁力轴、平面电磁铁以及轴向力传感器，所述轴向力基座与径向力基座之间设有轴向力气隙调节机构。该装置能够灵活调节电磁铁与加载对象的气隙，进而保证电磁铁与加载对象具有较小间隙，从而提高电主轴测试稳定性；另外，该装置还能同时施加径向力和轴向力的加载功能，加载方式多，使用方便。使用方便。使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置


[0001]本技术涉及数控机床电主轴实验
，具体涉及一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置。

技术介绍

[0002]高端数控机床是装备制造业的技术基础和发展方向之一，高端数控机床的技术水平高低是衡量一个国家制造业水平高低的标志。电主轴作为高端数控机床的关键功能部件之一，生产高质量的电主轴，离不开电主轴性能检测这一重要环节。电主轴的可靠性对整机的可靠性水平具有重要影响，其动态特性决定了机床加工速度、精度及可靠性。
[0003]现有测试方法所施加的力载荷往往根据经验或载荷谱编制方法获得，载荷多为静定值或简单规律的模拟，与实际工况的受载情况存在偏差，故开展高速电主轴负载时的动态特性试验，旨在更真实地模拟电主轴加工工况，为测试电主轴功能部件设计的可靠性提供试验环境，以进一步完善电主轴性能，优化电主轴结构设计。高速电主轴的载荷试验需要有一套加载装置，以模拟高速电主轴的切削负载，实现高精度非接触式力加载，并对加载力进行测试分析。
[0004]目前，高速电主轴切削力的模拟加载测试主要方法有接触式和非接触式两种。接触式的加载方式大多通过将主轴安装于带轴承的支座中，通过对支座施力的方式间接作用到主轴上，力的来源多种多样，对于主轴转速较低的工况，接触式加载可满足要求。但对于高速电主轴，若采用接触式加载，高速运转时会产生大量摩擦热及机械磨损，难以实现加载控制和高速电主轴负载时的稳定运行，力控制精度无法保证。为了解决上述问题，通常采用非接触式方法，主要采用电磁加载装置，但是，现有的电磁加载装置还存在以下不足：
[0005]1、电磁铁与加载对象间的气隙越小则漏磁越少，磁力更易得到保证；现有的电磁加载装置采用加工及装配公差的方式，难以保证加载对象与电磁铁具有较小气隙，并且气隙大小在使用过程中不可调节，灵活性低。
[0006]2、加载方式单一，不具备同时施加径向力和轴向力的加载功能。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置，该装置能够灵活调节电磁铁与加载对象的气隙，进而保证电磁铁与加载对象具有较小间隙，从而提高电主轴测试稳定性；另外，该装置还能同时施加径向力和轴向力的加载功能，加载方式多，使用方便。
[0008]本技术的目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置，包括底座、电主轴、径向力加载机构以及轴向力加载机构，其中，所述电主轴与底座之间设有支座，该电主轴转动安装在所述支座上，该支座固定安装在所述底座上，其中，
[0010]所述径向力加载机构包括固定设置在所述底座上的径向力基座、转动设置在所述
径向力基座上的径向力轴以及用于对径向力轴进行径向力加载的径向力加载组件，其中，所述径向力轴与所述电主轴同轴设置，该径向力轴的其中一端与所述电主轴连接；所述径向力加载组件包括设置在所述径向力基座上的安装块、设置在所述安装块上的径向磁力轴、设置在所述径向磁力轴上的径向力传感器以及设置在径向力传感器上的弧形电磁铁；其中，所述径向磁力轴与安装块之间设有用于调节所述弧形电磁铁与径向力轴之间气隙的径向力气隙调节机构；
[0011]所述轴向力加载机构包括设置在所述径向力轴另一端的轴向加载盘以及设置在所述底座上用于对轴向加载盘进行轴向力加载的轴向力加载组件，其中，所述轴向加载盘与径向力轴同轴设置，所述轴向力加载组件包括设置在底座上的轴向力基座、设置在所述轴向力基座上的轴向磁力轴、平面电磁铁以及设置在轴向磁力轴与平面电磁铁之间的轴向力传感器，所述轴向力传感器、轴向磁力轴以及平面电磁铁同轴设置，该轴向力传感器一端与所述轴向力传感器连接，另一端与所述平面电磁铁连接；其中，所述轴向力基座与径向力基座之间设有用于调节所述平面电磁铁与轴向加载盘之间气隙的轴向力气隙调节机构。
[0012]上述高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置的工作原理是：
[0013]工作时，电主轴在支座上高速转动，带动径向力轴在径向力基座上转动，从而带动轴向加载盘转动，在径向力加载机构中，通过弧形电磁铁对径向力轴施加电磁力，径向力传感器可以实时测量电磁力的大小，通过径向力气隙调节机构，可以调节径向力传感器位置，从而实现弧形电磁铁与径向力轴之间气隙调节；在轴向力加载机构中，通过平面电磁铁对轴向加载盘施加电磁力，轴向力传感器可以实时测量电磁力的大小，通过轴向力气隙调节机构，可以实现平面电磁铁与轴向加载盘之间气隙的气隙调节；本技术中的电磁加载装置，通过径向力加载机构和轴向力加载机构，实现了同时施加径向力和轴向力的加载功能，通过设置径向力气隙调节机构与轴向力气隙调节机构，保证了径向力轴和轴向加载盘具有较小的气隙，保证具备足够的电磁力实现非接触加载。
[0014]本技术的一个优选方案，其中，所述径向力气隙调节机构包括设置在所述安装块上的调节孔以及沿着所述调节孔周围均匀分布的多个用于调节径向磁力轴沿着调节孔运动的调节螺栓，所述调节孔朝着所述径向力轴的径向方向延伸，所述径向磁力轴穿过所述调节孔并滑动连接在所述调节孔上；所述调节螺栓穿过所述安装块并与所述径向力磁轴的下端连接；所述径向磁力轴的上端设有用于锁紧所述径向磁力轴的锁紧螺母。采用上述结构，通过调节上述调节螺栓，将轴向磁力轴沿着调节孔的向下顶出，随着轴向磁力轴向下运动，也同时带动径向力传感器和弧形电磁铁向下运动，直到运动到合适位置，通过拧紧锁紧螺母，使得径向磁力轴锁紧在安装块上，完成了弧形电磁铁与径向力轴之间的气隙调节，保证了弧形电磁铁与径向力轴之间具有较小的气隙，进而保证弧形电磁铁具备足够的电磁力实现非接触加载。
[0015]优选地，所述径向力加载机构还包括安装壳体，其中，所述径向磁力轴、径向力传感器以及弧形电磁铁均安装在所述安装壳体上，所述安装壳体的外表面设有用于检测径向磁力轴在调节孔中移动位移的位移传感器。通过设置安装壳体，便于径向磁力轴、径向力传感器以及弧形电磁铁的安装，另外，设置位移传感器，便于显示径向磁力轴所需的调节位移量，通过该位移传感器，可以形成闭环微调机构，提高了径向磁力轴调节精度，进而提高了弧形电磁铁与径向力轴之间气隙的调节精度，并能够实现弧形电磁铁与径向力轴之间气隙
的可视化调节，提高气隙设定的准确性。
[0016]优选地，所述安装块与径向力基座之间设有用于调节所述径向力加载组件的位置的位置调节机构，该位置调节机构包括设置在安装块上的安装槽、设置在径向力基座上端且与所述安装槽滑动配合的弧形导向部以及用于将安装块固定在固定在径向力基座上的固定件，其中，所述弧形导向部的圆心与径向力轴的轴线重合。采用上述结构，安装块中的安装槽可以沿着弧形导向部进行滑动，实现了径向力加载组件可以沿着弧形导向部进行同心滑动，使得径向力加载组件可以对径向力轴实现360度的周向加载，通过固定件，可以灵活将安装块固定在弧形导向部中的任意位置，实现多角度径向力的加载，提高了径向力加载的灵活性。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置，其特征在于，包括底座、电主轴、径向力加载机构以及轴向力加载机构，其中，所述电主轴与底座之间设有支座，该电主轴转动安装在所述支座上，该支座固定安装在所述底座上，其中，所述径向力加载机构包括固定设置在所述底座上的径向力基座、转动设置在所述径向力基座上的径向力轴以及用于对径向力轴进行径向力加载的径向力加载组件，其中，所述径向力轴与所述电主轴同轴设置，该径向力轴的其中一端与所述电主轴连接；所述径向力加载组件包括设置在所述径向力基座上的安装块、设置在所述安装块上的径向磁力轴、设置在所述径向磁力轴上的径向力传感器以及设置在径向力传感器上的弧形电磁铁；其中，所述径向磁力轴与安装块之间设有用于调节所述弧形电磁铁与径向力轴之间气隙的径向力气隙调节机构；所述轴向力加载机构包括设置在所述径向力轴另一端的轴向加载盘以及设置在所述底座上用于对轴向加载盘进行轴向力加载的轴向力加载组件，其中，所述轴向加载盘与径向力轴同轴设置，所述轴向力加载组件包括设置在底座上的轴向力基座、设置在所述轴向力基座上的轴向磁力轴、平面电磁铁以及设置在轴向磁力轴与平面电磁铁之间的轴向力传感器，所述轴向力传感器、轴向磁力轴以及平面电磁铁同轴设置，该轴向力传感器一端与所述轴向力传感器连接，另一端与所述平面电磁铁连接；其中，所述轴向力基座与径向力基座之间设有用于调节所述平面电磁铁与轴向加载盘之间气隙的轴向力气隙调节机构。2.根据权利要求1所述的一种高速电主轴360度周向模拟电磁加载装置，其特征在于，所述径向力气隙调节机构包括设置在所述安装块上的调节孔以及沿着所述调节孔周围均匀分布的多个用于调节径向磁力轴沿着调节孔运动的调节螺栓，所述调节孔朝着所述径向力轴的径向方向延伸，所述径向磁力轴穿过所述调节孔并滑动连接在所述调节孔上；所述调节螺栓穿过所述安装块并与所述径向力磁轴的下端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，陈启愉，冼荣彬，方晟堃，邓志文，郭伟科，
申请(专利权)人：广东省科学院智能制造研究所，
类型：新型
国别省市：