CN104596759B - 具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于数控机床的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台。该试验台包括电主轴、电主轴支撑部分、加载棒、轴承加载单元、径向力加载部分、轴向力加载部分、自动控制部分，扭矩加载部分和液压油路部分。电主轴、加载棒、轴承加载单元和液压泵的轴心线同轴；径向力加载部分的加载杆和轴承加载单元的轴心线相互垂直；轴向加载部分的加载杆的轴线和轴承加载单元的轴心线相互平行，电主轴通过加载棒、弹性联轴器与扭矩加载部分的液压泵轴连接。本发明利用液压泵、储能器做负载实现对电主轴的扭矩加载，同时利用液压泵出来的液压油通过液压缸对电主轴实现轴向、径向力的加载，实现能量的回收再利用，达到节能的目的。

Description

具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台

技术领域

本发明涉及一种应用于数控机床高速电主轴可靠性实验装置，具体的说涉及一种具有液压式能量回收的能够对数控机床电主轴实现动、静态切削力及切削扭矩加载的电主轴可靠性试验台。

背景技术

电主轴是数控机床关键功能部件之一，其可靠性水平直接影响着数控机床整机的可靠性。因此，对电主轴进行可靠性试验具有重要的意义。可靠性研究一般是通过对故障数据进行收集、建模以及分析。故障数据的获取有两个途径。一是通过现场可靠性试验获得，二是通过在实验室中建立电主轴可靠性试验台获得。长期以来，电主轴的实验室可靠性研究，大多是空运转试验，不能模拟电主轴的实际工况。近年来，一些专家、学者开始研究对电主轴进行试验室加载实验。例如，电磁加载方法、压电陶瓷加载方法等。然而，这些方法都没有考虑能量回收的问题。而可靠性试验常常需要几个月、一年、甚至几年的时间去完成。对于这种长时间的可靠性试验，这些方法势必造成巨大的能量浪费，这是企业无法承受的经济负担，直接导致这些方法至今无法在企业大面积推广。

发明内容

本发明提供了一种利用液压泵、储能器做负载实现对电主轴的扭矩加载，同时利用液压泵出来的液压油通过液压缸对电主轴实现轴向、径向力的加载的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，克服了现有电主轴可靠性试验台的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：该试验台包括电主轴（10）、电主轴支撑部分、加载棒（9）、轴承加载单元（8）、径向力加载部分、轴向力加载部分、自动控制部分，该试验台还包括扭矩加载部分和通过管路与扭矩加载部分连接的液压油路部分，其中所述的扭矩加载部分包括扭矩加载装置和支撑扭矩加载装置的液压泵支撑调节装置，所述的电主轴（10）、加载棒（9）、轴承加载单元（8）、扭矩加载部分的液压泵（18）的轴心线同轴；径向力加载部分的1号加载杆（29）的轴线和轴承加载单元（8）的轴心线相互垂直；轴向加载部分的2号加载杆（44）的轴线和轴承加载单元（8）的轴心线相互平行，所述的电主轴（10）通过加载棒（9）、弹性联轴器（7）与扭矩加载部分的液压泵（18）轴连接。

所述的扭矩加载装置包括弹性联轴器（7）、液压泵（18）；所述的液压泵（18）底部有通孔，通过螺栓固定在液压泵固定底板（23）上，液压泵（18）回转轴线和地平铁（6）的上工作面平行，弹性联轴器（7）的一端与液压泵（18）的输入轴通过平键连接，弹性联轴器（7）的另一端与加载棒（9）的一端通过平键连接，所述的液压泵（18）的回转轴线、弹性联轴器（7）的回转轴线与加载棒（9）的回转轴线共线。

所述的液压泵支撑调节装置包括液压泵高度调节装置（16）和液压泵双自由度调节装置（15）；

所述的液压泵高度调节装置（16）包括液压泵固定底板（23）、4个上锁紧螺母（22）、4个下调节螺母（21）、4个高度调节控制螺杆（19）和4个地平铁固定螺母（20）；

所述的液压泵固定底板（23）为台阶板类结构件，其上布置有四个螺纹孔，通过螺栓将液压泵（18）固定，液压泵固定底板（23）的平板的四个角处布置有用于穿过高度调节控制螺杆（19）把液压泵固定底板（23）固定在地平铁（6）上的通孔；

所述的下调节螺母（21）设置在液压泵固定底板（23）的平板的下端与高度调节控制螺杆（19）螺纹连接，通过调节下调节螺母（21）的高度调节液压泵固定底板（23）的高度自由度和转动自由度；

所述的液压泵双自由度调节装置（15）包括二自由度调节支架（25）、2个二自由度调节螺杆（24）、调节手柄（26）和2个T型螺栓（27）；

所述的二自由度调节支架（25）为一个L型结构件，由地板和竖直板组成，所述的地板上有两个将T型螺栓（27）穿过使二自由度调节支架（25）固定在地平铁（6）上的通孔；所述的二自由度调节支架（25）的竖直板两端布置有两个将二自由度调节螺杆（24）穿过的螺纹孔；

所述的二自由度调节螺杆（24）为阶梯轴类件，从左端到右端依次为小径外螺纹段、光轴段、大径外螺纹段，二自由度调节螺杆（24）的右端垂直于轴线方向开有用于安装调节手柄（26）螺纹孔，二自由度调节螺杆（24）中间的光轴段直径与液压泵固定底板（23）的竖直板上的通孔直径相同，并且二自由度调节螺杆（24）中间的光轴段的轴向尺寸大于液压泵固定底板（23）的竖直板的厚度，二自由度调节螺杆（24）中间的光轴段套装在液压泵固定底板（23）的竖直板上的通孔里，用螺母旋紧在二自由度调节螺杆（24）的小径外螺纹段，二自由度调节螺杆（24）的大径外螺纹段螺纹与二自由度调节支架（25）的竖直板上的内螺纹螺纹连接。

所述的轴承加载单元（8）包括左端盖（84）、锁紧螺母（85）、调整螺母（86）、1号螺栓（87）、左1角接触球轴承（88）、1号内环套（89）、1号外环套（90）、固定外环套（91）、2号内环套（92）、弹簧（93）、活动外环套（94）、3号内环套（95）、2号外环套（96）、2号螺栓（78）、轴承支架（82）、右端盖（80）、密封圈（81）、右1角接触球轴承（75）、右2角接触球轴承（66）、固定螺栓（68）、左2角接触球轴承（76）；

所述的左端盖（84）呈台阶圆环形，内孔壁开有用于放置密封圈（81）的密封圈槽，圆周方向上开有六个均匀分布用于穿过1号螺栓（87）使之固定于轴承支架（82）上的通孔，所述的轴承支架（82）为长方形，且正中心有轴承孔，轴承孔的两端面各开有均匀分布的螺纹孔，用于穿过螺栓固定右端盖（80）和左端盖（84），且在下底面处开有一个螺纹孔用于穿过固定螺栓（68）锁紧固定外环套（91）；所述的固定外环套（91）是圆环形，其右端面均匀分布3个用于安装弹簧（93）的盲孔，外圆周上开有一个用于插入固定螺栓（68）头部将固定外环套（91）的轴向固定的盲孔；所述的左1角接触球轴承（88）的左外环端面与左端盖（84）端面接触，左1角接触球轴承（88）和左2角接触球轴承（76）中间有1号外环套（90）和1号内环套（89）隔开；所述的活动外环套（94）为圆环形，其左端面开有3个均匀分布有用于安装弹簧（93）的盲孔；所述的右1角接触球轴承（75）和右2角接触球轴承（66）成对使用，中间设置有3号内环套（95）和2号外环套（96）；所述的2号内环套（92）的左端面与左2角接触球轴承（76）的内环右端面接触，右端面与右2角接触球轴承（66）的内环左端面接触；右2角接触球轴承（66）的外环左端面与活动外环套（94）右端面接触，所述的弹簧（93）设置在固定外环套91和活动外环套94的盲孔中；所述的右1角接触球轴承（75）内环右端面与加载棒（9）的轴肩接触；所述的右端盖（80）呈台阶圆环形，内孔壁开有用于放置密封圈（81）的密封圈槽，圆周方向上开有六个均匀分布用于将2号螺栓（78）固定在轴承支架（82）上的通孔；通过调节调整螺母（86）在加载棒（9）上的位置实现调整弹簧（93）的预紧量，从而调节右1角接触球轴承（75）和右2角接触球轴承（66）的轴向位移。

所述的液压油路部分包括能量回收油路、能量再利用油路、辅助供油油路和水冷循环（79）;

所述的能量回收油路包括液压泵（18）、2号滤油器（67）、2号压力变送器（69）、流量传感器（71）、第一电液比例溢流阀（70）、1号蓄能器（72）和压力表（74）；

所述的2号滤油器（67）连接在液压泵（18）的B口与油箱进油口之间，所述的第一电液比例溢流阀（70）的B口与液压泵（18）的A口连接，第一电液比例溢流阀（70）的A口直接与油箱回油口连接，所述的2号压力变送器（69）与液压泵（18）的A口连接；所述的流量传感器（71）连接在第二单向阀（64）的B口与液压泵（18）的A口之间，所述的1号蓄能器（72）与液压泵（18）的A口连接，所述的压力表（74）与1号蓄能器（72）连接；

所述的能量再利用油路包括1号压力变送器（65）、径向加载伺服油缸（33）、第一电液伺服阀（48）、第二电液伺服阀（34）、轴向加载伺服油缸（49）、2号蓄能器（83）、溢流阀（59）、第三单向阀（63）、第二单向阀（64）和第一单向阀（77）；

所述的第一电液伺服阀（48）的A口与轴向加载伺服油缸（49）的A口连接，第一电液伺服阀（48）的B口与轴向加载伺服油缸（49）的B口连接，第一电液伺服阀（48）的P口与第二单向阀（64）的A口和第三单向阀（63）的A口连接，第一电液伺服阀（48）的T口与第一单向阀（77）的A口连接通向油箱回油口；所述的第二电液伺服阀（34）的A口与径向加载伺服油缸（33）的A口连接，第二电液伺服阀（34）的B口与径向加载伺服油缸（33）的B口连接，第二电液伺服阀（34）的P口与第二单向阀（64）的A口和第三单向阀（63）的A口连接，第二电液伺服阀（34）的T口与第一单向阀（77）的A口连接通向油箱回油口，所述的第一单向阀（77）的B口直接连接油箱回油口，所述的1号压力变送器（65）与第三单向阀（63）的A口连接，所述的溢流阀（59）的A口与第三单向阀（63）的A口连接，溢流阀（59）的B口直接连接油箱的回油口，所述的2号蓄能器（83）与第三单向阀（63）的A口连接；

所述的辅助供油油路包括1号滤油器（61）、辅助液压泵（62）、辅助电机（60）和第二电液比例溢流阀（73）；

所述的辅助液压泵（62）的A口通过1号滤油器（61）与油箱进油口连接，辅助液压泵（62）的B口与第三单向阀（63）的B口连接，辅助液压泵（62）的输入轴与辅助电机（60）的电机轴通过联轴器连接，所述的第二电液比例溢流阀（73）的A口与辅助液压泵（62）的B口连接，第二电液比例溢流阀（73）的B口与油箱回油口直接连接，所述1号滤油器（61）连接在辅助液压泵（62）的A口与油箱进油口之间；

所述的水冷循环（79）设置在第一单向阀（77）的A口的前端油路油管外侧。

所述的自动控制部分主要包括工控机、电主轴、扭矩加载和水冷控制器、径向伺服控制器和轴向伺服控制器；

其中所述的电主轴、扭矩加载和水冷控制器通过RS232C端口与工控机连接，所述的径向伺服控制器通过RS232C端口与工控机连接，所述的轴向伺服控制器通过RS232C端口与工控机连接；所述的水冷循环（79）由电主轴、扭矩加载和水冷控制器经RS232C端口与工控机相连。

所述的液压泵（18）属于扭矩加载部分和液压油路部分。

所述的电主轴（10）设置在电主轴支撑部分上，其中所述的电主轴支撑部分包括电主轴支座（11）、电主轴垫块（28）；

所述的电主轴支座（11）为一T型箱体类结构件，电主轴支座（11）的底板两侧布置有用于将T型螺栓穿过电主轴支座（11）固定于地平铁（6）上的U型槽，电主轴支座（11）的上端面上布置有T形槽；

所述的电主轴垫块（28）为一个长方体结构件，电主轴垫块（28）设置在电主轴（10）和电主轴支座（11）中间，电主轴垫块（28）的上端面与下端面平行，电主轴垫块（28）上端面与电主轴（10）底面接触，电主轴垫块（28）下端面与电主轴支座（11）接触。

所述的径向力加载部分包括径向力加载支座（13）、径向力加载装置（12）和径向力加载支撑装置（14）；

所述的径向力加载装置（12）设置在径向力加载支撑装置（14）上，所述的径向力加载支座（13）设置在径向力加载装置（12）一侧与径向力加载装置（12）通过1号铰链（36）铰接。

所述的轴向力加载部分包括轴向力加载支座（1）、轴向力加载装置（2）、轴向力加载支撑装置（17）、轴向力加载摆杆（5）、摆臂机构支撑架（3）和摆臂机构旋转副插销（4）；

所述的轴向力加载摆杆（5）一端与轴承加载单元（8）接触，另一端通过摆臂机构旋转副插销（4）将其与摆臂机构支撑架（3）连接起来；所述的轴向力加载装置（2）放置在轴向力加载支撑装置（17）上方；所述的轴向力加载装置（2）的2号加载杆（44）的轴线与轴向力加载摆杆（5）垂直，其上的2号加载杆（44）的前端成半球形，与2号加载杆（44）接触的轴向力加载摆杆（5）的左侧面的半球形凹槽配合；所述的轴向力加载装置（2）另一端通过2号铰链（51）铰接在轴向力加载支座（1）上。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台采用液压泵对电主轴进行扭矩加载模拟真实切削过程中的动、静态切削扭矩。加载时通过调节液压泵的输出压力与流量来控制电主轴的扭矩加载。同时，采用液压缸对电主轴的轴向、径向进行切削力加载来模拟真实切削过程中的动、静态切削力。加载时通过电液伺服阀调节液压缸的压力和流量来控制电主轴的轴向、径向力的加载。通过模拟实际切削工况对电主轴加载所进行的可靠性试验、加速寿命试验可有效暴露和激发电主轴的故障，为电主轴可靠性评估、可靠性增长、可靠性改进设计提供有效数据。

2.本发明所述的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台采用液压泵对电主轴进行扭矩加载有别于现有的利用电磁加载、压电陶瓷加载等方式。试验中，被试电主轴的机械能经液压泵转换成了液压能，该液压能经油路直接驱动轴向、径向伺服液压缸对电主轴轴向、径向实施力的加载，从而实现了能量的回收利用，节约了试验能耗。对于长期的可靠性试验，这种能量回收具有重要的现实价值。

3.本发明所述的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台中的扭矩加载部分，其扭矩的大小、转速等参数可根据不同工况进行调节。轴向力、径向力加载的幅值、波形、频率也可根据不同工况进行调节。

3.本发明所述的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台油路包括能量回收油路、能量再利用油路和辅助供油油路部分。在能量回收油路中设置有储能器，起到回收能量和稳压的作用。在辅助供油油路中，设置有辅助液压泵，当从与电主轴相联的液压泵转换的液压能不足以供给轴向、径向液压缸对电主轴实施轴向、径向力加载时，该液压泵起动向能量再利用油路供油，保证试验的稳定性和连续性。

4.本发明所述的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台液压泵加载部分在与液压泵轴线垂直的垂直方向和水平面内垂直于液压泵轴线方向分别设计了位置、转动调节机构，可实现电主轴与液压泵轴的同轴度高精度调节，减少了实验过程中由于电主轴与液压泵不同轴带来的不确定性因素，使实验环境可控，更符合实际工况。

5.本发明所述的具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台电主轴支撑部分、轴向力液压缸加载支撑部分和径向力液压缸加载支撑部分分别设计了高度、位置可调节机构，使得试验台可适应不同规格的电主轴进行可靠性试验，具有一定的通用性。

附图说明

图1为本发明扭矩加载、轴向力加载、径向力加载状态的结构示意图；

图2为本发明液压泵安装及调节部分的轴测投影图；

图3 为本发明径向力加载装置及其支撑部分的轴测投影图；

图4为本发明轴向力加载装置及其支撑部分的轴测投影图；

图5为本发明径向力加载支撑装置局部放大图；

图6为本发明轴承加载单元剖视图；

图7为本发明液压油路部分原理示意图；

图8为本发明自动控制部分的结构原理框图。

图中：

1.轴向力加载支座，2.轴向力加载装置，3.摆臂机构支撑架，4.摆臂机构旋转副插销，5.轴向力加载摆杆，6.地平铁，7.弹性联轴器，8.轴承加载单元，9.加载棒，10.电主轴，11.电主轴支座，12.径向力加载装置，13.径向力加载支座，14.径向力加载支撑装置，15.液压泵双自由度调节装置，16.液压泵高度调节装置，17.轴向力加载支撑装置,18.液压泵，19.高度调节控制螺杆, 20.地平铁固定螺母，21. 下调节螺母，22.上锁紧螺母，23. 液压泵固定底板, 24. 二自由度调节螺杆，25. 二自由度调节支架，26.调节手柄，27.T型螺栓，28. 电主轴垫块，29. 1号加载杆，30.2号力传感器，31.1号弹性装置，32.1号活塞杆，33.径向加载伺服油缸，34. 第二电液伺服阀，35.2号位移传感器，36.1号铰链，37. 1号支撑架上锁紧螺母，38.1号支撑小轴，39. 1号支撑架下调节螺母，40. 1号滚动轴套，41.1号支撑架底板，42. 1号支撑架加强板，43.1号支撑架支撑轴，44.2号加载杆，45.1号力传感器，46.2号弹性装置，47.2号活塞杆，48. 第一电液伺服阀，49.轴向加载伺服油缸，50.1号位移传感器，51.2号铰链，52. 2号支撑架上锁紧螺母，53.2号支撑小轴，54. 2号滚动轴套，55. 2号支撑架支撑轴，56. 2号支撑架加强板，57.2号支撑架下调节螺母，58. 2号支撑架底板，59.溢流阀，60.辅助电机，61.1号滤油器，62.辅助液压泵，63.第三单向阀，64.第二单向阀，65.1号压力变送器，66. 右2角接触球轴承， 67.2号滤油器，68.固定螺栓，69.2号压力变送器，70.第一电液比例溢流阀，71.流量传感器，72.1号蓄能器，73. 第二电液比例溢流阀，74.压力表，75. 右1角接触球轴承，76.左2角接触球轴承，77. 第一单向阀，78. 2号螺栓，79. 水冷循环，80. 右端盖，81. 密封圈，82. 轴承支架，83.2号蓄能器， 84．左端盖，85.锁紧螺母，86.调整螺母，87.1号螺栓，88.左1角接触球轴承，89.1号内环套，90.1号外环套，91.固定外环套，92.2号内环套，93.弹簧，94.活动外环套，95.3号内环套，96.2号外环套。

具体实施方式

参阅图1，一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，该试验台包括电主轴、电主轴支撑部分、加载棒9、轴承加载单元、径向力加载部分、轴向力加载部分、自动控制部分，其特征在于，该试验台还包括扭矩加载部分和通过管路与扭矩加载部分连接的液压油路部分，其中所述的扭矩加载部分包括扭矩加载装置和支撑扭矩加载装置的液压泵支撑调节装置，所述的电主轴10、加载棒9、轴承加载单元8、扭矩加载部分的液压泵18的轴心线同轴；径向力加载部分的1号加载杆29的轴线和轴承加载单元8的轴心线相互垂直；轴向加载部分的2号加载杆44的轴线和轴承加载单元8的轴线相互平行，所述的电主轴10通过加载棒9、弹性联轴器7与扭矩加载部分的液压泵18轴连接。

一、扭矩加载部分

参阅图1、图2，所述的扭矩加载部分包括扭矩加载装置和液压泵支撑调节装置。

所述的扭矩加载装置包括弹性联轴器7、液压泵18；所述的液压泵18底部有通孔，通过螺栓固定在液压泵固定底板23上，液压泵18回转轴线和地平铁6的上工作面平行，弹性联轴器7的一端与液压泵18的输入轴通过平键连接，弹性联轴器7的另一端与加载棒9的右端通过平键连接，所述的液压泵18的轴心线、弹性联轴器7的轴心线与加载棒9的轴心线同轴。

所述的液压泵支撑调节装置包括液压泵高度调节装置16和设置在液压泵高度调节装置16右侧的液压泵双自由度调节装置15。

所述的液压泵高度调节装置16包括液压泵固定底板23、4个上锁紧螺母22、4个下调节螺母21、4个高度调节控制螺杆19和4个地平铁固定螺母20；

所述的液压泵固定底板23为台阶板类结构件，水平板上均匀布置有四个结构相同的螺纹孔，通过四个结构相同的螺栓固定液压泵18。液压泵固定底板23的平板的四个角处布置有结构相同的四个通孔，用于穿过高度调节控制螺杆19把液压泵固定底板23固定在地平铁6上。安装时，先把高度调节控制螺杆19的T形部分装在地平铁6上，用地平铁固定螺母20把高度调节控制螺杆19固定在地平铁6上。然后，把下调节螺母21安装在高度调节控制螺杆19上，再通过液压泵固定底板23的通孔把液压泵固定底板23套装在高度调节控制螺杆19，使液压泵固定底板23的下底面与下调节螺母21接触。通过调节下调节螺母21的高度调节液压泵固定底板23的高度和转动，从而实现在垂直面内液压泵18轴心线与加载棒9的轴心线的同轴度的高精度调节。调整时，先通过液压泵高度调节装置16调整液压泵18在垂直面内的高度和转动，然后，再通过液压泵双自由度调节装置15调节液压泵在水平面的位置和转动，最后再通过上锁紧螺母22把液压泵锁紧固定，解决了该试验台同轴度的高精度调节问题。

所述的液压泵双自由度调节装置15包括二自由度调节支架25、2个二自由度调节螺杆24、调节手柄26和2个T型螺栓27。

所述的二自由度调节支架25为一个L型结构件，由地板和竖直板组成，所述的地板上有两个将T型螺栓27穿过使二自由度调节支架25固定在地平铁6上的通孔；所述的竖直板两端布置有两个将二自由度调节螺杆24穿过的螺纹孔；所述的二自由度调节螺杆24为阶梯轴类件，从左端到右端依次为小径外螺纹段、光轴段、大径外螺纹段，二自由度调节螺杆24的右端垂直于轴线方向开有用于安装调节手柄26的螺纹孔，二自由度调节螺杆24中间的光轴段直径与液压泵固定底板23的竖直板上的通孔直径相同，并且二自由度调节螺杆24中间的光轴段的轴向尺寸大于液压泵固定底板23的竖直板的厚度，二自由度调节螺杆24中间的光轴段套装在液压泵固定底板23的竖直板上的通孔里，用螺母旋紧在二自由度调节螺杆24的小径外螺纹段，二自由度调节螺杆24的大径外螺纹段螺纹与二自由度调节支架25的竖直板上的内螺纹螺纹连接。

二、电主轴支撑部分

参阅图1和图3，本发明所述的电主轴（本发明以洛阳轴研生产的170XDS30Y22型电主轴为例）支撑部分包括电主轴支座11、电主轴垫块28。

所述的电主轴支座11为一T型箱体类结构件。电主轴支座11的上平面与下平面平行。电主轴支座11的底板两侧布置有U型槽，用于穿过T型螺栓将电主轴支座11固定于地平铁6上。电主轴支座11的上端面上布置有T形槽。所述的电主轴垫块28为一个长方体结构件，电主轴垫块28的上端面与下端面平行，电主轴垫块28上端面与电主轴10底面接触，电主轴垫块28下端面与电主轴支座11接触。试验时，只要更换不同尺寸的电主轴垫块28即可调节电主轴10的高度，以适应不同规格电主轴的可靠性试验要求。

三、径向力加载部分

参阅图1，所述的径向力加载部分包括加载棒9、径向力加载支座13、径向力加载装置12、径向力加载支撑装置14。

参阅图3，所述的径向力加载支座13由底板、左侧连接板、右侧连接板、中间板、两块结构相同的筋板、两块结构相同的支撑板焊接而成。底板上靠近两侧附近分别设置有三个长条口，T型螺栓穿过长条口将径向力加载支座13固定在地平铁6上。两块结构相同的支撑板上设置长条口，长条口的对称中心垂直于底板平面，1号铰链36可在径向力加载支座13支撑板长条口内高度方向调节。

参阅图3和图5，所述的径向力加载支撑装置14由1号支撑架上锁紧螺母37、1号支撑小轴38、1号支撑架下调节螺母39、1号滚动轴套40、1号支撑架底板41、1号支撑架加强板42、1号支撑架支撑轴43组成；所述的1号支撑架底板41为一块方型钢板，四角分别设置有结构相同的螺纹孔；所述的1号支撑架加强板42为一块方型钢板，四角分别设置有结构相同的通孔；所述的1号支撑架支撑轴43为一个轴类件，从下端至上端依次为外螺纹段、最大直径段、次大直径段、外螺纹段。1号支撑架支撑轴43下端为外螺纹段，该段与1号支撑架底板41上的四个螺纹孔配合连接。1号支撑架支撑轴43的最大直径段的直径比1号支撑架加强板42上的通孔大。1号支撑架支撑轴43的次大直径段与1号支撑架加强板42上的通孔直径相同，安装时，1号支撑架加强板42的通孔装入1号支撑架支撑轴43的次大直径段。所述的1号支撑小轴38为轴类零件，其两端分别设置有一个结构相同的通孔，该通孔中心线垂直于1号支撑小轴38的轴线，并和1号支撑小轴38轴线相交。1号支撑小轴38上的通孔的两端分别加工成平面，且通孔的上平面、下平面和1号支撑小轴38轴线要相互平行。同时，上平面至1号支撑小轴38轴线的距离等于下平面至1号支撑小轴38轴线的距离。安装时，把四个结构相同的1号支撑架下调节螺母39装在1号支撑架支撑轴43的上端螺纹处，把两个结构相同的1号滚动轴套40套装在1号支撑小轴38上，1号支撑小轴38上的两个通孔分别套装在1号支撑架支撑轴43的上端的螺纹段，并与1号支撑架下调节螺母39接触，通过1号支撑架下调节螺母39调整1号滚动轴套40的高度，实现径向力加载装置12高度调节。最后，再通过4个结构相同的1号支撑架上锁紧螺母37把1号支撑小轴38与1号支撑架支撑轴43固定。径向力加载装置12在1号滚动轴套40上自由滑动。

参阅图3，所述的径向力加载装置12由1号加载杆29、2号力传感器30、1号弹性装置31、1号活塞杆32、径向加载伺服油缸33、第二电液伺服阀34、2号位移传感器35、1号铰链36组成。

所述的第二电液伺服阀34（本发明以MOOG公司生产的G761-3005B型伺服阀为例）通过四个螺栓安装在径向加载伺服油缸33的上表面。所述的径向加载伺服油缸33可选用单活塞或双活塞杆式液压油缸，本发明的实施例中以双活塞杆式伺服油缸为例，径向加载伺服油缸33上表面中间开有四个螺纹孔，用于固定第二电液伺服阀34。所述的径向加载伺服油缸33的右端通过1号铰链36铰接在径向力加载支座13上，径向加载伺服油缸33水平放置，通过径向力加载支撑装置14进行支撑。径向加载伺服油缸33右端可通过1号铰链36上下自由转动，同时1号加载杆29的前端做成半球形，与1号加载杆29接触的轴承加载单元8的轴承套做成半球形凹槽，增加了力在施加过程中施加点的准确性，这样径向力加载装置12就成为一个二力杆，可以自动调节动作误差，使径向加载力一直作用在主轴轴线上。本发明所述的2号力传感器30以45interface1810传感器为例。

所述的2号位移传感器35（本发明以LVDT型位移传感器为例）外壳通过螺钉固定在径向加载伺服油缸33的缸体上，其内芯与径向加载伺服油缸33活塞杆右端连接，当活塞杆移动时2号位移传感器35的内芯也随着移动，实现位移的测量与反馈。

四、轴向力加载部分

参阅图1、图4和图5，所述的轴向力加载部分包括加载棒9、轴向力加载支座1、轴向力加载装置2、轴向力加载支撑装置17、轴向力加载摆杆5、摆臂机构支撑架3、摆臂机构旋转副插销4。

所述的轴向力加载支座1结构与径向力加载支座13相同。

所述的轴向力加载支撑装置17的结构与径向力加载支撑装置14结构相同。所述的轴向力加载支撑装置17由2号支撑架上锁紧螺母52、2号支撑小轴53、2号滚动轴套54、2号支撑架支撑轴55、2号支撑架加强板56、2号支撑架下调节螺母57和2号支撑架底板58组成。所述的2号支撑架底板58为一块方型钢板，四角分别设置有四个结构相同的螺纹孔。所述的2号支撑架加强板56为一块方型钢板，四角分别设置有四个结构相同的通孔。所述的2号支撑架支撑轴55为一个轴类件，从下端至上端依次为外螺纹段、最大直径段、次大直径段、外螺纹段。2号支撑架支撑轴55下端为外螺纹段，该段与2号支撑架底板58上的四个螺纹孔配合连接。2号支撑架支撑轴55的最大直径段的直径比2号支撑架加强板56上的通孔大。2号支撑架支撑轴55的次大直径段与2号支撑架加强板56上的通孔直径相同。安装时，2号支撑架加强板56的通孔装入2号支撑架支撑轴55的次大直径段。2号支撑小轴53为轴类零件，其两端分别设置有一个结构相同的通孔，该通孔中心线垂直于2号支撑小轴53的轴线，并和2号支撑小轴53轴线相交。2号支撑小轴53上的通孔的两端分别加工成平面，且通孔的上平面、下平面和2号支撑小轴53轴线要相互平行。同时，上平面至2号支撑小轴53轴线的距离等于下平面至2号支撑小轴53轴线的距离。安装时，把四个结构相同的2号支撑架下调节螺母57装在2号支撑架支撑轴55的上端螺纹处，把两个结构相同的2号滚动轴套54套装在2号支撑小轴53上，2号支撑小轴53上的两个通孔分别套装在2号支撑架支撑轴55的上端的螺纹段，并与2号支撑架下调节螺母57接触，通过2号支撑架下调节螺母57调整2号滚动轴套54的高度，实现轴向力加载装置2高度调节。最后，再通过4个结构相同的2号支撑架上锁紧螺母52把2号支撑小轴53与2号支撑架支撑轴55固定。轴向力加载装置2在2号滚动轴套54上自由滑动。

参阅图1和图4，所述的轴向力加载装置2由2号加载杆44、1号力传感器45、2号弹性装置46、2号活塞杆47、轴向加载伺服油缸49、第一电液伺服阀48、1号位移传感器50和2号铰链51组成。

所述的第一电液伺服阀48（本发明以MOOG公司生产的G761-3005B型伺服阀为例）通过四个螺栓安装在轴向加载伺服油缸49的上表面。所述的轴向加载伺服油缸49可选用单活塞或双活塞杆式液压油缸，本发明的实施例中以双活塞杆式伺服油缸为例，轴向加载伺服油缸49上表面中间开有四个螺纹孔，用于固定第一电液伺服阀48。所述的轴向加载伺服油缸49的尾端有2号铰链51，铰接在轴向力加载支座1上，轴向加载伺服油缸49水平放置，通过轴向力加载支撑装置17进行支撑。轴向加载伺服油缸49尾端可通过2号铰链51上下自由转动，同时2号加载杆44的前端做成半球形，与2号加载杆44接触的轴向力加载摆杆5的左侧面的半球形凹槽配合，这样轴向力加载装置2就成为一个二力杆，轴向力加载装置2与轴向力加载摆杆5组成杠杆，二力杆可以自动调节动作误差，使轴向加载力一直作用在主轴线；杠杆改变了作用力方向，节省了空间，更加经济化。轴向加载伺服油缸49上装有1号位移传感器50，可实时检测活塞位置，进行闭环控制。轴向加载伺服油缸49前段安装有2号弹性装置46。1号力传感器45（本发明以45interface1810传感器为例）可以测量实际加载力的大小，起到监测和保护作用。

所述的摆臂机构支撑架3是立体箱式结构，摆臂机构支撑架3的下底板两侧分别设置有两个U形通槽，通过四个结构相同的T型螺栓与地平铁6固定。摆臂机构支撑架3上端中心线位置上开有通孔，该通孔轴线垂直于地平铁。

所述的轴向力加载摆杆5为拨叉类结构件，其左端设置有通孔，用于穿过摆臂机构旋转副插销4将其与摆臂机构支撑架3连接起来，并可以摆臂机构旋转副插销4为中心转动。轴向力加载摆杆5右端为U形结构，该U形结构的端面与轴承加载单元8的轴承套接触处设置有半圆形凸起，两个半圆形凸起的连线的中心处正好处于电主轴的轴心线上，使加载的轴向力与是主轴的轴心线重合，实现轴向力的加载。

所述的1号位移传感器50（本发明以LVDT型位移传感器为例）外壳通过螺钉固定在轴向加载伺服油缸49的缸体上，其内芯与轴向加载伺服油缸49的活塞杆右端连接，当活塞杆移动时1号位移传感器50的内芯也随着移动，实现位移的测量与反馈。

五、轴承加载单元

参阅图1和图6，所述的轴承加载单元8包括左端盖84、锁紧螺母85、调整螺母86、1号螺栓87、左1角接触球轴承88、1号内环套89、1号外环套90、固定外环套91、2号内环套92、弹簧93、活动外环套94、3号内环套95、2号外环套96、2号螺栓78、轴承支架82、右端盖80、密封圈81、右1角接触球轴承75、右2角接触球轴承66、固定螺栓68、左2角接触球轴承76。

所述的左端盖84呈台阶圆环形，内孔壁开有用于放置密封圈81的密封圈槽，圆周方向上开有六个均匀分布的通孔，用于穿过1号螺栓87固定于轴承支架82上。所述的轴承支架82为长方形，且正中心有轴承孔，轴承孔的两端面各开有均匀分布的螺纹孔,用于穿过1号螺栓87和2号螺栓78固定右端盖80和左端盖84，且在下底面处开有一个螺纹孔用于穿过固定螺栓68锁紧固定外环套91。所述的左1角接触球轴承88和左2角接触球轴承76中间有1号外环套90和1号内环套89隔开。所述的固定外环套91是圆环形，其右端面均匀分布3个盲孔用于安装弹簧93（本发明以KH08*45为例），外圆周上开有一个盲孔，用于插入固定螺栓68头部，实现固定外环套91的轴向固定。所述的活动外环套94为圆环形，其左端面开有3个均匀分布的盲孔用于安装弹簧93。所述的右1角接触球轴承75和右2角接触球轴承66成对使用，中间有3号内环套95和2号外环套96隔开。所述的2号内环套92的左端面与左2角接触球轴承76的内环右端面接触，2号内环套92的右端面与右2角接触球轴承66的内环左端面接触。右2角接触球轴承66的外环左端面与活动外环套94右端面接触。所述的3个结构相同的弹簧93安装在固定外环套91和活动外环套94的盲孔中。所述的右1角接触球轴承75内环右端面与加载棒9的轴肩接触。所述的右端盖80呈台阶圆环形，内孔壁开有用于放置密封圈81的密封圈槽，右端盖80的圆周方向上开有六个均匀分布的通孔，用于穿过2号螺栓78固定于轴承支架82上。装配时，通过调节调整螺母86在加载棒9上的位置调整弹簧93的预紧量，实现轴承的预紧。同时，在试验中，当温度变化时，弹簧93的自动伸长和压缩可实现右1角接触球轴承75和右2角接触球轴承66的轴向位移的自动调节，避免了由于温度的变化而引起的结构应力的增大，延长了该机构的寿命和提高了试验精度。

本发明所述的左1角接触球轴承88、右1角接触球轴承75、右2角接触球轴承66和左2角接触球轴承76型号以7208AC/P4o为例。

六、液压油路部分

参阅图1和图7，所述的液压油路部分包括能量回收油路、能量再利用油路、辅助供油油路和水冷循环79。

所述的能量回收油路包括液压泵18、2号滤油器67、2号压力变送器69、流量传感器71、第一电液比例溢流阀70、1号蓄能器72、压力表74。

所述的电主轴10通过加载棒9、弹性联轴器7与液压泵18（本发明以CBF-E10液压泵为例）的泵轴连接，带动液压泵18转动。所述的2号滤油器67连接在液压泵18的B口与油箱进油口之间，起到过滤油液的作用。所述的第一电液比例溢流阀70（本发明以EBG-10-C型号为例）的B口与液压泵18的A口连接，第一电液比例溢流阀70的A口直接与油箱回油口连接，通过调节第一电液比例溢流阀70控制液压泵18的输出压力，实现对电主轴10的扭矩调节。所述的2号压力变送器69（本发明以1100W型压力变送器为例）与液压泵18的A口连接。所述的流量传感器71（本发明以FM110C型流量传感器为例）连接在第二单向阀64的B口与液压泵18的A口之间。通过采集2号压力变送器69、电主轴10内部的编码器和流量传感器71的信号，经控制器处理，反馈并控制第一电液比例溢流阀70，实现电主轴10的扭矩调节。所述的1号蓄能器72（本发明以NXQ1-6.3/10-L型蓄能器为例）与液压泵18的A口连接，起到部分蓄能功能及较大的压力波动调节。所述的压力表74（本发明以YTN60压力表为例）与1号蓄能器72连接，用于显示能量加收油路的系统压力。

所述的能量再利用油路包括1号压力变送器65、径向加载伺服油缸33、第一电液伺服阀48、第二电液伺服阀34、轴向加载伺服油缸49、2号蓄能器83、溢流阀59、第三单向阀63、第二单向阀64和第一单向阀77。

所述的第一电液伺服阀48的A口与轴向加载伺服油缸49的A口连接，第一电液伺服阀48的B口与轴向加载伺服油缸49的B口连接，第一电液伺服阀48的P口与第二单向阀64(本发明以S10A3.0型单向阀为例)的A口和第三单向阀63(本发明以S10A3.0型单向阀为例)的A口连接，第一电液伺服阀48的T口与第一单向阀77的A口连接通向油箱回油口。所述的第二电液伺服阀34的A口与径向加载伺服油缸33的A口连接，第二电液伺服阀34的B口与径向加载伺服油缸33的B口连接，第二电液伺服阀34的P口与第二单向阀64的A口和第三单向阀63的A口连接，第二电液伺服阀34的T口与第一单向阀77的A口连接通向油箱回油口。通过第一电液伺服阀48控制轴向加载伺服油缸49的力和速度的输出。通过第二电液伺服阀34控制径向加载伺服油缸33的力和速度的输出。所述的第一单向阀77(本发明以S10A3.0型单向阀为例)的B口直接连接油箱回油口，起到背压的作用。第一单向阀77的作用是避免轴向加载伺服油缸49和径向加载伺服油缸33的活塞杆伸出有冲击现象，保证系统运行稳定。所述的1号压力变送器65（本发明以1100W型压力变送器为例）与第三单向阀63的A口连接，用于检测能量再利用油路的油液压力。通过采集1号位移传感器50、1号力传感器45、2号力传感器30、2号位移传感器35的信号，经控制器处理，反馈并控制第一电液伺服阀48和第二电液伺服阀34，实现轴向加载伺服油缸49和径向加载伺服油缸33的力与速度的闭环控制。所述的溢流阀59（本发明以DB10-1-30B/100溢流阀为例）的A口与第三单向阀63的A口连接，溢流阀59的B口直接连接油箱的回油口，溢流阀59起到油路的过载保护作用。所述的2号蓄能器83（本发明以NXQ1/10-L型蓄能器为例）与第三单向阀63的A口连接，对能量再利用油路起到稳压作用。所述的第三单向阀63的作用为当液压泵18向系统供油时，保证液压油不通过辅助油路回油。所述的第二单向阀64的作用为当液压泵18的压力不足，通过辅助液压泵62向系统供油时，保证液压油不通过能量回收油路回油。

所述的辅助供油油路部分包括1号滤油器61、辅助液压泵62、辅助电机60和第二电液比例溢流阀73。

所述的辅助液压泵62（本发明以10YCY14-1B为例）的A口通过1号滤油器61（本发明以WU-160*100-J为例）与油箱进油口连接，辅助液压泵62的B口与第三单向阀63的B口连接，辅助液压泵62的输入轴与辅助电机60（本发明以YUD160M-4电机为例）的电机轴通过联轴器连接。所述的第二电液比例溢流阀73（本发明以EBG-10-C型号为例）的A口与辅助液压泵62的B口连接，第二电液比例溢流阀73的B口与油箱回油口直接连接，第二电液比例溢流阀73的作用是控制辅助液压泵62的出口A的压力。所述1号滤油器61连接在辅助液压泵62的A口与油箱进油口之间，起到过滤油液的作用。只有当液压泵18提供的液压油无法满足轴向加载伺服油缸49和径向加载伺服油缸33工作时，所述的辅助液压泵62才开始在辅助电机60的带动下向能量再利用油路供油。

所述的水冷循环79安装在第一单向阀77的A口的前端油路油管外侧，起到冷却油路油温的作用。

七、自动控制部分

参阅图1、图7和图8，所述的自动控制部分包括工控机、电主轴、扭矩加载和水冷控制器、径向伺服控制器和轴向伺服控制器等。

所述的电主轴、扭矩加载和水冷控制器通过RS232C端口与工控机连接，电主轴、扭矩加载和水冷控制器输出信号给变频器，控制电主轴10转动，通过弹性联轴器7驱动液压泵18转动，输出液压油。流量传感器71与2号压力变送器69获得液压泵18出口处流量与压力信号，通过信号调理器传给电主轴、扭矩加载和水冷控制器，再通过信号放大器驱动第一电液比例溢流阀70调节液压泵18的输出压力，实现液压泵18出口压力的闭环控制，从而实现控制电主轴10的扭矩的动、静态加载。同时，从液压泵18出来的液压油除了一小部分经过第一电液比例溢流阀70直接回油箱，其它油液不直接回油箱而是通过第二电液伺服阀34、第一电液伺服阀48来驱动径向加载伺服油缸33、轴向加载伺服油缸49，从而实现节能的目的。

所述的径向伺服控制器通过RS232C端口与工控机连接，径向伺服控制器输出信号给第二电液伺服阀34，通过第二电液伺服阀34来控制径向加载伺服油缸33的压力、速度和位移。同时，2号力传感器30、2号位移传感器35采集加载信号通过信号调理器上传给径向伺服控制器，径向伺服控制器输出信号给第二电液伺服阀34，再控制径向加载伺服油缸33，实现径向加载伺服油缸33的压力、位移的闭环控制。

所述的轴向伺服控制器通过RS232C端口与工控机连接，径向伺服控制器输出信号给第一电液伺服阀48，通过第一电液伺服阀48来控制轴向加载伺服油缸49的压力、位移。同时，1号力传感器45、1号位移传感器50采集加载信号通过信号调理器上传给轴向伺服控制器，轴向伺服控制器输出信号给第一电液伺服阀48，再控制轴向加载伺油缸49，实现轴向加载伺油缸49的压力、位移的闭环控制。

所述的水冷循环79由工控机经RS232C端口与电主轴、扭矩加载和水冷控制器相连，并向水冷循环79发出信号，使水冷循环系统79开始工作。

所述的液压泵18属于扭矩加载部分和液压油路部分。

具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台的工作原理：

参阅图1，图中给出了对电主轴10加载的示意图，首先将电主轴10通过主轴支撑部分安装固定到地平铁6适当位置。其次，安装液压泵18，通过液压泵高度调节装置16调整垂直面内的加载棒9的轴心线与液压泵18的轴心线同轴度，调整好后，再通过液压泵双自由度调节装置15调整水平面内的加载棒9的轴心线与液压泵18的轴心线的同轴度，这样反复调节，直到加载棒9的轴心线与液压泵18的轴心线同轴度达到要求，后通过液压泵高度调节装置16锁紧液压泵18。然后，组装并调整轴向加载装置2、支撑座1、摆臂机构支撑架3、摆臂机构旋转副插销4与轴向力加载摆杆5，使施加轴向力的作用点通过电主轴10的轴心线，不产生倾覆力矩。再组装并调节径向力加载装置12、径向力加载支座13，使加载力的作用线通过电主轴10的轴线。试验前，根据实际切削过程的载荷谱在操作界面设置动、静态切削力大小及扭矩大小等相关试验参数。并打开冷却系统，开始试验。试验中，试验台中的各种传感器采集相应信号，并及时送到处理器进行信号处理，并及时反馈给相应的执行元件，形成闭环控制，并记录相应试验数据。试验后，关闭操作程序并切断电源。

Claims (9)

1.一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，该试验台包括电主轴（10）、电主轴支撑部分、加载棒（9）、轴承加载单元（8）、径向力加载部分、轴向力加载部分、自动控制部分，其特征在于，该试验台还包括扭矩加载部分和通过管路与扭矩加载部分连接的液压油路部分，其中所述的扭矩加载部分包括扭矩加载装置和支撑扭矩加载装置的液压泵支撑调节装置，所述的电主轴（10）、加载棒（9）、轴承加载单元（8）、扭矩加载部分的液压泵（18）的轴心线同轴；径向力加载部分的1号加载杆（29）的轴线和轴承加载单元（8）的轴心线相互垂直；轴向加载部分的2号加载杆（44）的轴线和轴承加载单元（8）的轴心线相互平行，所述的电主轴（10）通过加载棒（9）、弹性联轴器（7）与扭矩加载部分的液压泵（18）轴连接；所述的液压油路部分包括能量回收油路、能量再利用油路、辅助供油油路和水冷循环（79）;

所述的能量回收油路包括液压泵（18）、2号滤油器（67）、2号压力变送器（69）、流量传感器（71）、第一电液比例溢流阀（70）、1号蓄能器（72）和压力表（74）；

所述的2号滤油器（67）连接在液压泵（18）的B口与油箱进油口之间，所述的第一电液比例溢流阀（70）的B口与液压泵（18）的A口连接，第一电液比例溢流阀（70）的A口直接与油箱回油口连接，所述的2号压力变送器（69）与液压泵（18）的A口连接；所述的流量传感器（71）连接在第二单向阀（64）的B口与液压泵（18）的A口之间，所述的1号蓄能器（72）与液压泵（18）的A口连接，所述的压力表（74）与1号蓄能器（72）连接；

所述的能量再利用油路包括1号压力变送器（65）、径向加载伺服油缸（33）、第一电液伺服阀（48）、第二电液伺服阀（34）、轴向加载伺服油缸（49）、2号蓄能器（83）、溢流阀（59）、第三单向阀（63）、第二单向阀（64）和第一单向阀（77）；

所述的第一电液伺服阀（48）的A口与轴向加载伺服油缸（49）的A口连接，第一电液伺服阀（48）的B口与轴向加载伺服油缸（49）的B口连接，第一电液伺服阀（48）的P口与第二单向阀（64）的A口和第三单向阀（63）的A口连接，第一电液伺服阀（48）的T口与第一单向阀（77）的A口连接通向油箱回油口；所述的第二电液伺服阀（34）的A口与径向加载伺服油缸（33）的A口连接，第二电液伺服阀（34）的B口与径向加载伺服油缸（33）的B口连接，第二电液伺服阀（34）的P口与第二单向阀（64）的A口和第三单向阀（63）的A口连接，第二电液伺服阀（34）的T口与第一单向阀（77）的A口连接通向油箱回油口，所述的第一单向阀（77）的B口直接连接油箱回油口，所述的1号压力变送器（65）与第三单向阀（63）的A口连接，所述的溢流阀（59）的A口与第三单向阀（63）的A口连接，溢流阀（59）的B口直接连接油箱的回油口，所述的2号蓄能器（83）与第三单向阀（63）的A口连接；

所述的辅助供油油路包括1号滤油器（61）、辅助液压泵（62）、辅助电机（60）和第二电液比例溢流阀（73）；

所述的辅助液压泵（62）的A口通过1号滤油器（61）与油箱进油口连接，辅助液压泵（62）的B口与第三单向阀（63）的B口连接，辅助液压泵（62）的输入轴与辅助电机（60）的电机轴通过联轴器连接，所述的第二电液比例溢流阀（73）的A口与辅助液压泵（62）的B口连接，第二电液比例溢流阀（73）的B口与油箱回油口直接连接，所述1号滤油器（61）连接在辅助液压泵（62）的A口与油箱进油口之间；

所述的水冷循环（79）设置在第一单向阀（77）的A口的前端油路油管外侧。

2.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的扭矩加载装置包括弹性联轴器（7）、液压泵（18）；所述的液压泵（18）底部有通孔，通过螺栓固定在液压泵固定底板（23）上，液压泵（18）回转轴线和地平铁（6）的上工作面平行，弹性联轴器（7）的一端与液压泵（18）的输入轴通过平键连接，弹性联轴器（7）的另一端与加载棒（9）的一端通过平键连接，所述的液压泵（18）的回转轴线、弹性联轴器（7）的回转轴线与加载棒（9）的回转轴线共线。

3.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的液压泵支撑调节装置包括液压泵高度调节装置（16）和液压泵双自由度调节装置（15）；

所述的液压泵高度调节装置（16）包括液压泵固定底板（23）、4个上锁紧螺母（22）、4个下调节螺母（21）、4个高度调节控制螺杆（19）和4个地平铁固定螺母（20）；

所述的液压泵固定底板（23）为台阶板类结构件，其上布置有四个螺纹孔，通过螺栓将液压泵（18）固定，液压泵固定底板（23）的平板的四个角处布置有用于穿过高度调节控制螺杆（19）把液压泵固定底板（23）固定在地平铁（6）上的通孔；

所述的下调节螺母（21）设置在液压泵固定底板（23）的平板的下端与高度调节控制螺杆（19）螺纹连接，通过调节下调节螺母（21）的高度调节液压泵固定底板（23）的高度自由度和转动自由度；

所述的液压泵双自由度调节装置（15）包括二自由度调节支架（25）、2个二自由度调节螺杆（24）、调节手柄（26）和2个T型螺栓（27）；

所述的二自由度调节支架（25）为一个L型结构件，由地板和竖直板组成，所述的地板上有两个将T型螺栓（27）穿过使二自由度调节支架（25）固定在地平铁（6）上的通孔；

所述的二自由度调节支架（25）的竖直板两端布置有两个将二自由度调节螺杆（24）穿过的螺纹孔；

所述的二自由度调节螺杆（24）为阶梯轴类件，从左端到右端依次为小径外螺纹段、光轴段、大径外螺纹段，二自由度调节螺杆（24）的右端垂直于轴线方向开有用于安装调节手柄（26）螺纹孔，二自由度调节螺杆（24）中间的光轴段直径与液压泵固定底板（23）的竖直板上的通孔直径相同，并且二自由度调节螺杆（24）中间的光轴段的轴向尺寸大于液压泵固定底板（23）的竖直板的厚度，二自由度调节螺杆（24）中间的光轴段套装在液压泵固定底板（23）的竖直板上的通孔里，用螺母旋紧在二自由度调节螺杆（24）的小径外螺纹段，二自由度调节螺杆（24）的大径外螺纹段螺纹与二自由度调节支架（25）的竖直板上的内螺纹螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的轴承加载单元（8）包括左端盖（84）、锁紧螺母（85）、调整螺母（86）、1号螺栓（87）、左1角接触球轴承（88）、1号内环套（89）、1号外环套（90）、固定外环套（91）、2号内环套（92）、弹簧（93）、活动外环套（94）、3号内环套（95）、2号外环套（96）、2号螺栓（78）、轴承支架（82）、右端盖（80）、密封圏（81）、右1角接触球轴承（75）、右2角接触球轴承（66）、固定螺栓（68）、左2角接触球轴承（76）；

所述的左端盖（84）呈台阶圆环形，内孔壁开有用于放置密封圈的密封圈槽，圆周方向上开有六个均匀分布用于穿过1号螺栓（87）使之固定于轴承支架（82）上的通孔，所述的轴承支架（82）为长方形，且正中心有轴承孔，轴承孔的两端面各开有均匀分布的螺纹孔，用于穿过螺栓固定右端盖（80）和左端盖（84），且在下底面处开有一个螺纹孔用于穿过固定螺栓（68）锁紧固定外环套（91）；所述的固定外环套（91）是圆环形，其右端面均匀分布3个用于安装弹簧（93）的盲孔，外圆周上开有一个用于插入固定螺栓（68）头部将固定外环套（91）的轴向固定的盲孔；所述的左1角接触球轴承（88）和左2角接触球轴承（76）中间有1号外环套（90）和1号内环套（89）隔开；所述的活动外环套（94）为圆环形，其左端面开有3个均匀分布有用于安装弹簧（93）的盲孔；所述的右1角接触球轴承（75）和右2角接触球轴承（66）成对使用，中间设置有3号内环套（95）和2号外环套（96）；所述的2号内环套（92）的左端面与左2角接触球轴承（76）的内环右端面接触，右端面与右2角接触球轴承（66）的内环左端面接触；右2角接触球轴承（66）的外环左端面与活动外环套（94）右端面接触，所述的弹簧（93）设置在固定外环套（91）和活动外环套（94）的盲孔中；所述的右1角接触球轴承（75）内环右端面与加载棒（9）的轴肩接触；所述的右端盖（80）呈台阶圆环形，内孔壁开有用于放置密封圏（81）的密封圈槽，圆周方向上开有六个均匀分布用于将2号螺栓（78）固定在轴承支架（82）上的通孔；通过调节调整螺母（86）在加载棒（9）上的位置实现调整弹簧（93）的预紧量，从而调节右1角接触球轴承（75）和右2角接触球轴承（66）的轴向位移。

5.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的自动控制部分主要包括工控机、电主轴、扭矩加载和水冷控制器、径向伺服控制器和轴向伺服控制器；

其中所述的电主轴、扭矩加载和水冷控制器通过RS232C端口与工控机连接，所述的径向伺服控制器通过RS232C端口与工控机连接，所述的轴向伺服控制器通过RS232C端口与工控机连接；所述的水冷循环（79）由电主轴、扭矩加载和水冷控制器经RS232C端口与工控机相连。

6.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的液压泵（18）属于扭矩加载部分和液压油路部分。

7.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的电主轴（10）设置在电主轴支撑部分上，其中所述的电主轴支撑部分包括电主轴支座（11）、电主轴垫块（28）；

所述的电主轴支座（11）为一T型箱体类结构件，电主轴支座（11）的底板两侧布置有用于将T型螺栓穿过电主轴支座（11）固定于地平铁（6）上的U型槽，电主轴支座（11）的上端面上布置有T形槽；

所述的电主轴垫块（28）为一个长方体结构件，电主轴垫块（28）设置在电主轴（10）和电主轴支座（11）中间，电主轴垫块（28）的上端面与下端面平行，电主轴垫块（28）上端面与电主轴（10）底面接触，电主轴垫块（28）下端面与电主轴支座（11）接触。

8.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，

所述的径向力加载部分包括径向力加载支座（13）、径向力加载装置（12）和径向力加载支撑装置（14）；

所述的径向力加载装置（12）设置在径向力加载支撑装置（14）上，所述的径向力加载支座（13）设置在径向力加载装置（12）一侧与径向力加载装置（12）通过1号铰链（36）铰接。

9.根据权利要求1所述的一种具有液压式能量回收的电主轴可靠性试验台，其特征在于，所述的轴向力加载部分包括轴向力加载支座（1）、轴向力加载装置（2）、轴向力加载支撑装置（17）、轴向力加载摆杆（5）、摆臂机构支撑架（3）和摆臂机构旋转副插销（4）；

所述的轴向力加载摆杆（5）一端与轴承加载单元（8）接触，另一端通过摆臂机构旋转副插销（4）将其与摆臂机构支撑架（3）连接起来；所述的轴向力加载装置（2）放置在轴向力加载支撑装置（17）上方；所述的轴向力加载装置（2）的2号加载杆（44）的轴线与轴向力加载摆杆（5）垂直，其上的2号加载杆（44）的前端成半球形，与2号加载杆（44）接触的轴向力加载摆杆（5）的左侧面的半球形凹槽配合；所述的轴向力加载装置（2）另一端通过2号铰链（51）铰接在轴向力加载支座（1）上。