本发明专利技术提供了回转液压静压导轨轴向刚度和径向刚度试验方法及装置，回转导轨座固定在平台上，压板与回转组件固定连接组成回转部件，回转部件依靠液压静压导轨副进行回转运动导向；轴向载荷组件包括垂直布置的法兰套、螺杆、止推轴承、径向轴承、套筒、连接件、力传感器、力传感器及连接盘；径向载荷组件包括水平布置的法兰套、螺杆、止推轴承、径向轴承、套筒、连接件、力传感器、加载件、连接弯板；位移传感器组件的安装支架固定在回转导轨座上，测头对准回转组件。本发明专利技术既可以用来获取回转运动液压静压导轨轴向刚度径向刚度数据，也可用来进行回转运动液压静压导轨刚度及油膜切向粘着力影响解析方法的验证实验。
Test method and device for axial rigidity and radial rigidity of rotary hydrostatic pressure guide rail
The invention provides a rotary hydraulic hydrostatic guideway axial stiffness and radial stiffness test method and device, rotary guide seat is fixed on the platform, and the rotary plate assembly is fixed connected rotary parts, turning parts depending on the hydraulic hydrostatic guideway pair rotary motion orientation; axial load assembly includes a vertical flange sleeve, screw, thrust bearing, radial bearing, sleeve, connecting piece, force sensor, force sensor and connecting plate; radial load assembly includes a horizontal flange sleeve, screw, thrust bearing and radial bearing, sleeve, connecting piece, force sensor, loading parts, connecting plate bending; mounting bracket assembly of the displacement sensor is fixed on the rotary guide rail seat on the measuring head alignment of rotary component. The invention not only can be used to obtain the data of stiffness of radial stiffness of rotary motion of the hydraulic axial static pressure guide, the verification experiment also can be used for rotary movement of the hydraulic hydrostatic guideway stiffness and oil film tangential adhesion effect analytical method.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导轨刚度试验
，涉及回转运动液压静压导轨轴向刚度和径向 刚度试验装置，本专利技术还涉及回转运动液压静压导轨轴向刚度和径向刚度的试验方法。
技术介绍
液压静压导轨分为直线运动液压静压导轨和回转运动液压静压导轨。液压静压导 轨承载能力大，抗振能力强，在重型机床、精密机床及其他机械中占有重要地位。液压静压 导轨副的结构及载荷直接影响液压静压导轨副中的油膜分布，油膜分布将影响液压导轨副 的刚度，从而影响导向精度。因此在进行液压静压导轨副创新设计时，刚度设计非常重要。 获取液压静压导轨副刚度的方法，一是完全采用试验的方法获取，试验量非常大，不适合创 新开发；二是完全解析方法获取，解析方法及解析结果的可靠性需要用实验进行验证 ’三 是解析与试验结合的方法，对单项的轴向刚度和径向刚度用试验方法获取，以上述单项刚 度为基础，采用解析方法求解综合刚度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种回转运动液压静压导轨轴向刚度和径向刚度试验方法 及装置，结构简单，操作容易，获得的试验数据精确。本专利技术所采用的技术方案为，一种回转液压静压导轨轴向刚度和径向刚度的试验 装置，包括平台、固定在平台上的两根立柱、固定在两根立柱上的横梁、回转部件、轴向载荷 组件和径向载荷组件；回转部件由回转组件及固定在回转组件底端的压板组成，回转部件 通过液压静压导轨的上轴向油膜、下轴向油膜及径向油膜支承在回转导轨座中，回转导轨 座固定在平台上；轴向载荷组件包括法兰套A、螺杆A、套筒A、连接件A、力传感器A和连接 盘；法兰套A固定在横梁上，套筒A的上部套在法兰套A下部的套管A内且两者相互配合， 套筒A的下端固定有连接件A ；螺杆A穿过法兰套A上部的法兰盘A和套筒A上部的端盖A， 螺杆A通过螺纹与法兰盘A连接，螺杆A与端盖A之间留有间隙；法兰盘A与端盖A之间的 螺杆A上设置有止推轴承A，位于套筒A内的螺杆A上套有径向轴承A ；力传感器A由力传 感器主体及设置在力传感器主体两端的螺杆C组成，其上端的螺杆C穿过连接件A并伸至 套筒A内，且与连接件A之间留有间隙，下端螺杆C的端部螺纹连接在连接盘的中心螺纹孔 内，连接盘固定在回转组件的上表面；位于套筒A内的螺杆C通过螺纹连接有圆螺母，圆螺 母的外径与套筒A的内孔表面相配合，圆螺母的下端面压在连接件A的上端面上，连接件A 的下端面压在力传感器主体的上端面；螺杆A、力传感器A和连接盘的中心线与回转组件的 回转轴线位于同一条直线上；径向载荷组件从立柱到回转部件依次设置有法兰套B、套筒 B、连接件B、力传感器B、加载件和连接弯板；法兰套B固定在立柱上，套筒B —侧设置的端 盖B套在法兰套B的套管B内且两者相互配合，套筒B另一侧的端部固定有连接件B ；连接 件B还与力传感器B的一侧固定连接，力传感器B另一侧还固定连接加载件；加载件朝向回 转部件的方向设置有半球型突起；连接弯板由垂直设置的板A和板B组成，板A横向固定在4回转组件上，加载件的半球型突起压在呈纵向设置的板B上；该径向载荷组件还包括螺杆 B，螺杆B穿过法兰套B的法兰盘B和套筒B的端盖B，螺杆B通过螺纹与法兰盘B连接，螺 杆B与端盖B之间留有间隙；法兰盘B与端盖B之间的螺杆B上设置有止推轴承B，位于套 筒B内的螺杆B上套有径向轴承B ；螺杆B、力传感器B和加载件的半球型突起的中心线位 于同一条直线上，且与径向油膜轴长方向的对称线重合，还与回转组件回转轴线垂直相交; 回转导轨座上还设置有位移传感器组件A和位移传感器组件B的安装支架，位移传感器组 件A测头沿Y轴方向对准回转组件，位移传感器组件B的测头沿Z轴方向对准回转组件。上述试验装置对回转液压静压导轨进行轴向刚度试验的方法 为将螺杆A旋转向下微动，依次通过套筒A、连接件A、力传感器A和 连接盘对回转部件施加向下的压力，由力传感器A测出向下的轴向载荷 巧下，由位移传感器组件B测出回转部件与回转导轨座之间的轴向相对位移Uz下，从而 求出液压静压导轨向下的轴向刚度K轴下；将螺杆A旋转向上微动，依次通过套筒A、连接 件A、力传感器A和连接盘对回转部件施加向上的拉力，由力传感器A测出向上的轴向载荷 F2上，由位移传感器组件B测出回转部件与回转导轨座之间的轴向相对位移Uz上，从而求 出液压静压导轨向上的轴向刚度K轴上。上述试验装置对回转液压静压导轨进行径向刚度试验的方法为将螺杆B旋转向 回转部件方向微动，依次通过套筒B、连接件B、力传感器B、加载件和连接弯板对回转部件 施加压力，由力传感器B测出向回转部件方向的径向载荷FY，由位移传感器组件A测出回转 部件与回转导轨座之间的径向相对位移Uy，从而求出静压导轨的径向刚度K径。本专利技术的有益效果是，可以用来获取回转运动液压静压导轨轴向刚度和径向刚度 数据，结构简单，操作容易，获得的试验数据精确，对以单项刚度为基础求解综合刚度，试验 量大大减小。利用本专利技术装置还可以对回转运动液压静压导轨刚度及油膜切向粘者力影响 的解析方法进行实验验证，为回转运动液压静压导轨刚度的创新设计提供依据。附图说明图1是本专利技术试验装置的结构示意图2是本专利技术试验装置中轴向载荷组件的结构示意图； 图3是本专利技术试验装置中径向载荷组件的结构示意图。图中，1.回转导轨座，2.压板，3.回转组件，4.立柱，5.横梁，6.法兰套A， 7.螺杆A，8.止推轴承A，9.径向轴承A，10.套筒A，ll.螺母A，12.防松螺母A，13.圆 螺母，14.连接件A，15.力传感器A，16.防松螺母B，17.连接盘，18.法兰套B，19.螺杆 B, 20.止推轴承B，21.径向轴承B，22.套筒B，23.螺母B，24.定心螺钉，25.连接件B， 26.力传感器B，27.垫片，28.加载件，29.连接弯板，30.平台，31.位移传感器组件A， 32.位移传感器组件B，33.法兰盘A，34.套管A，35.端盖A，36.止口 A，37.螺杆C，38.法 兰盘B，39.套管B，40.端盖B，41.球型凸起，42.板A，43.板B，44.止口 B，45.力传感器主 体，a为上轴向油膜，b为径向油膜，c为下轴向油膜。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种回转液压静压导轨轴向刚度和径向刚度的试验装 置，包括平台30、固定在平台30上的两根立柱4、固定在两根立柱4上的横梁5、回转部件、 轴向载荷组件和径向载荷组件。回转部件由回转组件3 (包括回转运动的传动及转台)及固定在回转组件3底部 的压板2组成，回转部件通过液压静压导轨的上轴向油膜a (圆环状)、下轴向油膜c (圆环 状)及径向油膜b (圆筒状)支承在回转导轨座1中，而回转导轨座1固定在平台30上。上 轴向油膜a、下轴向油膜c及径向油膜b构成液压静压导轨副，对回转组件3的回转运动进 行导向，其中依靠轴向油膜进行轴向定位(导向)，依靠径向油膜进行径向定位(导向)。如图1和图2所示，轴向载荷组件包括法兰套A6、螺杆A7、套筒A10、连接件A14、 力传感器A15和连接盘17 ；法兰套A6固定在横梁5上，套筒AlO的上部套在法兰套A6下 部的套管A34内且两者相配合，套筒AlO的下端固定连接有连接件A14 ；螺杆A7穿过法兰 套A6上部本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种回转液压静压导轨轴向刚度和径向刚度的试验装置，其特征在于：包括平台（３０）、固定在平台（３０）上的两根立柱（４）、固定在两根立柱（４）上的横梁（５）、回转部件、轴向载荷组件和径向载荷组件；所述回转部件由回转组件（３）及固定在回转组件（３）底端的压板（２）组成，回转部件通过液压静压导轨的上轴向油膜（ａ）、下轴向油膜（ｃ）及径向油膜（ｂ）支承在回转导轨座（１）中，回转导轨座（１）固定在平台（３０）上；所述轴向载荷组件包括法兰套Ａ（６）、螺杆Ａ（７）、套筒Ａ（１０）、连接件Ａ（１４）、力传感器Ａ（１５）和连接盘（１７）；法兰套Ａ（６）固定在横梁（５）上，套筒Ａ（１０）的上部套在法兰套Ａ（６）下部的套管Ａ（３４）内且两者相互配合，套筒Ａ（１０）的下端固定有连接件Ａ（１４）；螺杆Ａ（７）穿过法兰套Ａ（６）上部的法兰盘Ａ（３３）和套筒Ａ（１０）上部的端盖Ａ（３５），螺杆Ａ（７）通过螺纹与法兰盘Ａ（３３）连接，螺杆Ａ（７）与端盖Ａ（３５）之间留有间隙；法兰盘Ａ（３３）与端盖Ａ（３５）之间的螺杆Ａ（７）上设置有止推轴承Ａ（８），位于套筒Ａ（１０）内的螺杆Ａ（７）上套有径向轴承Ａ（９）；所述力传感器Ａ（１５）由力传感器主体（４５）及设置在力传感器主体（４５）两端的螺杆Ｃ（３７）组成，其上端的螺杆Ｃ（３７）穿过连接件Ａ（１４）并伸至套筒Ａ（１０）内，且与连接件Ａ（１４）之间留有间隙，下端螺杆Ｃ（３７）的端部螺纹连接在连接盘（１７）的中心螺纹孔内，连接盘（１７）固定在回转组件（３）的上表面；位于套筒Ａ（１０）内的螺杆Ｃ（３７）通过螺纹连接有圆螺母（１３），圆螺母（１３）的外径与套筒Ａ（１０）的内孔表面相配合，圆螺母（１３）的下端面压在连接件Ａ（１４）的上端面上，连接件Ａ（１４）的下端面压在力传感器主体（４５）的上端面；螺杆Ａ（７）、力传感器Ａ（１５）和连接盘（１７）的中心线与回转组件（３）的回转轴线位于同一条直线上；所述径向载荷组件从立柱（４）到回转部件依次设置有法兰套Ｂ（１８）、套筒Ｂ（２２）、连接件Ｂ（２５）、力传感器Ｂ（２６）、加载件（２８）和连接弯板（２９）；法兰套Ｂ（１８）固定在立柱（４）上，套筒Ｂ（２２）一侧设置的端盖Ｂ（４０）套在法兰套Ｂ（２２）的套管Ｂ（３９）内且两者相互配合，套筒Ｂ（２２）另一侧的端部固定有连接件Ｂ（２５）；连接件Ｂ（２５）还与力传感器Ｂ（２６）的一侧固定连接，力传感器Ｂ（２６）另一侧还固定连接加载件（２８）；所述加载件（２８）朝向回转部件的方向设置有半球型突起（４１）；连接弯板（２９）由垂直设置的板Ａ（４２）和板Ｂ（４３）组成，板Ａ（４２）横向固定在回转组件（３）上，加载件（２８）的半球型突起（４１）压在呈纵向设置的板Ｂ（４３）上；该径向载荷组件还包括螺杆Ｂ（１９），螺杆Ｂ（１９）穿过法兰套Ｂ（１８）的法兰盘Ｂ（３８）和套筒Ｂ（２２）的端盖Ｂ（４０），螺杆Ｂ（１９）通过螺纹与法兰盘Ｂ（３８）连接，螺杆Ｂ（１９）与端盖Ｂ（４０）之间留有间隙；法兰盘Ｂ（３８）与端盖Ｂ（４０）之间的螺杆Ｂ（１９）上设置有止推轴承Ｂ（２０），位于套筒Ｂ（２２）内的螺杆Ｂ（１９）上套有径向轴承Ｂ（２１）；所述螺杆Ｂ（１９）、力传感器Ｂ（２６）和加载件（２８）的半球型突起（４１）的中心线位于同一条直线上，且与径向油膜（ｂ）轴长方向的对称线重合，还与回转组件（３）回转轴线垂直相交；回转导轨座（１）上还设置有位移传感器组件Ａ（３１）和位移传感器组件Ｂ（３２）的安装支架，位移传感器组件Ａ（３１）测头沿Ｙ轴方向对准回转组件（３），位移传感器组件Ｂ（３２）的测头沿Ｚ轴方向对准回转组件（３）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉美，惠烨，史恩秀，高峰，杨新刚，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：87
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