CN105527090B - 电主轴可靠性试验台及可靠性试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电主轴可靠性试验台及可靠性试验方法，属于机械试验设备及方法。电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接，包括空载试验方法和加载试验方法。优点是结构新颖，成本较低，系统简洁等特点，能够真实模拟实际工况下机床电主轴工作时受到的实际切削力；提高了切削合力加载装置调整的可靠性，在试验方法的指导下，能够更有效地进行可靠性试验，为后续的可靠性建模、分析等提供更准确的数据依据。
Description
技术领域
本发明属于机械试验设备及方法，具体涉及一种数控机床高速电主轴可靠性试验台与一种该试验台电主轴的可靠性试验方法。
背景技术
数控机床是衡量一个国家工业现代化的重要指标，其可靠性是制约数控机床发展的主要因素之一，而电主轴是数控机床的主要功能部件之一，其可靠性对整个数控机床的可靠性有着重要的影响。目前对电主轴的可靠性试验大多停留在空载状态，即电主轴只进行旋转而对其不施加载荷，或只进行轴向加载或径向加载，不能完全模拟在真实工况下电主轴的受力情况。而且部分现有的加载装置结构复杂，体现在为了实现完全的加载而在轴向和径向各安装一套加载装置，这样整个试验台的成本自然上升。开展可靠性试验方法是提高产品可靠性的主要手段之一，进行可靠性试验的目的在于激发部件工作时的故障、暴露部件在设计、加工、装配过程中存在的缺陷和不足。同时，可靠性试验中采集的数据可以为部件的设计、安装和装配提供指导。目前对于上述的电主轴可靠性试验台或者结构类似的电主轴可靠性试验台的试验没有一套可行的规范的可靠性试验方法作为指导，缺乏试验规范可能导致试验完成后的分析结果与部件实际故障机理与故障模式产生偏差。
发明内容
本发明提供一种电主轴可靠性试验台及可靠性试验方法，以解决目前数控机床电主轴可靠性试验装置不能真实地模拟实际工况下电主轴所受的动、静态切削力和切削扭矩、以及现有加载装置结构复杂，成本较高的问题。
本发明采取的技术方案是：电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接。
本发明所述的电主轴支撑部分由调整垫铁、主轴支撑座和抱夹机构组成，主轴支撑座通过调整垫铁与地平铁上方固定连接，抱夹机构与主轴支撑座上方固定连接。
本发明所述的切削扭矩加载部分由弹性膜片联轴器、测功机、测功机底座组成，弹性膜片联轴器一端与加载棒连接、另一端与测功机连接，测功机安装在测功机底座上。
本发明所述的切削合力加载部分由滑板、液压总成、力传感器、加载杆、柱销、支撑板、支腿、底板组成，液压总成安装在滑板上，力传感器与加载杆连接，该加载杆前端有半球形的内凹，滑板通过柱销与支撑板相连接，支撑板安装在支腿上，支腿安装在底板上。
本发明所述滑板与支撑板的连接结构是：滑板为板类结构件，滑板的上平面设有2条平行的T形槽，左右两侧为环形凸缘，凸缘上开有环形槽，并与支撑板上环形排列的螺纹孔对应，滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板上的环形槽和支撑板上的螺纹孔用螺栓进行固定连接，支撑板上设有与柱销的下端配合的中心通孔。
本发明所述的合力轴承单元由左套盖、轴承套、左侧轴承、右侧轴承、轴承盖、右端盖、U形夹持、夹持支座和防护支架组成，左侧轴承、右侧轴承与加载棒安装在轴承套中，轴承盖与轴承套紧固连接，左套盖以及右端盖也与轴承套紧固连接，在轴承套上有球形外凸；由U形夹持、夹持支座和防护支架组成定位夹紧装置，防护支架安装在地平铁上，夹持支座与防护支架紧固连接，轴承套位于U形夹持中。
本发明所述的加载棒安装在合力轴承单元中心处，一端与弹性膜片联轴器连接，另一端用于与电主轴连接。
本发明的试验方法分为空载试验方法和加载试验方法：
一、空载试验方法
试验前各项准备充足后，开启变频器，控制电主轴在n1的转速下旋转时间t1，再控制变频器将电主轴转速线性提升至转速n2，电主轴在此转速下工作时间为t2，按照转速谱重复以上步骤，将转速系列所有值按顺序逐次加载到受试电主轴上；
二、加载试验方法
(1)切削合力加载试验方法
a.加载角度的确定
本发明出于结构设计原因给定加载角度为一等差角度系列：0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°；
在选择其中一个角度的前提下进行后续的加载试验；
b.加载力基值和加载时间的确定
根据采集的载荷，确定加载的基值q1,q2,...qi...qn和工作时间t1’,t2’,...ti’...tn’在选定加载角度的情况下进行一系列的加载试验；
c.加载幅值的确定
加载幅值根据实际试验要求给定一系列值a1,a2,...ai...an，
d.加载频率的确定
加载频率与加载方式的选取类似，本发明直接给定频率系列为ω1,ω2,...ωi...ωn。
在进行实际的加载试验时，先选取加载角度，确定角度之后调整切削合力加载装置至选定的角度，再选取加载力基值和加载时间qi、ti’，在此基础上再选择加载幅值ai，最后选择加载频率ωi，对应每个加载角度值有q1～qn和对应工作时间t1’～tn’可供选取，同样对于每个加载力和加载时间qi、ti’有加载幅值a1～an这些值可供选取，而对于每个加载幅值ai也有ω1～ωn这些加载频率值可供选取；
切削合力加载试验共有转速、加载角度、加载力基值、加载时间、加载幅值和加载频率等变量，通常采用控制变量法进行切削合力加载试验，例如选取加载力基值为变量，其他变量不变，给电主轴施加的载荷先从0线性增加到q1，保持加载时间为t1’，再从q1线性增加到q2，保持加载时间为t2’，即将加载力基值系列所有值按顺序逐次加载到受试电主轴上；
(2)切削扭矩加载试验方法
a.将电主轴加载棒与测功机通过联轴器相连接，通过对中仪保证两者之间的同轴度；
b.开启变频器，给电主轴提供一系列的转速，空载运转部分的转速谱；
c.转速稳定后，开启测功机控制面板，开启合闸按钮；
d.在转速下ni，根据试验要求选取扭矩系列T1,T2,...Ti...Tn中某一扭矩值Ti，选定之后让测功机线性加载扭矩值至所需值，或者按照扭矩系列从0加到T1值，运行一段时间t1后，再将扭矩值线性提高到T2，运行一段时间t2，即将扭矩系列所有扭矩值按顺序逐次加载到受试电主轴上；
(2)混合加载试验方法
在切削力加载的前提下，即转速n、加载角度、加载力基值qi和加载时间ti’、加载幅值ai以及加载频率ωi选定之后，此时有扭矩系列T1,T2,...Ti...Tn可供选取，类似扭矩加载试验，试验时可以直接选定某一扭矩值进行扭矩加载或者按照扭矩系列逐次加载；
在混合加载时，有加载角度，加载力，加载频率以及切削扭矩等变量，通常控制某一变量变化，同时其他变量保持不变的模式下进行加载试验。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1.本发明所述的电主轴可靠性试验台切削合力加载及快速调整装置采用合力加载方式对电主轴进行切削力加载，切削合力加载具有结构简单，成本较低，系统简洁等特点，能够真实模拟实际工况下机床电主轴工作时受到的实际切削力；
2.本发明所述的切削合力加载方式采用加载杆前端内凹与合力轴承单元中的轴承套端面的外凸相配合的结构，两者配合时不仅保证切削力传递到轴承单元的中心，而且能在保证不发生相对滑动的前提下实现切削合力大范围调整，从而充分模拟电主轴的受力情况；
3.本发明所述的电主轴可靠性试验台切削合力加载及快速调整装置采用运动分解的思想，通过切削合力加载装置中径向连接板沿地平铁T型槽垂直方向的移动和滑板的转动使切削合力加载装置能在尽可能大的范围上对合力轴承单元施加模拟切削合力；
4.本发明所述的电主轴可靠性试验台切削合力加载及快速调整装置的切削合力加载装置中滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过环形槽和弧形排列的螺纹孔用螺栓进行固定连接。两者通过柱销进行定位及大面积接触，通过螺栓进行紧固连接，这种结构设计保证了切削合力加载装置有足够的连接刚度，提高了切削合力加载装置调整的可靠性。
5.本发明所述的电主轴可靠性试验方法是一套可行且科学的指导性试验方法，在该试验方法的指导下，能够更有效地进行可靠性试验，为后续的可靠性建模、分析等提供更准确的数据依据。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明电主轴支撑部分的结构示意图；
图3是本发明中切削扭矩加载部分的结构示意图；
图4是本发明中切削合力加载装置的轴测图；
图5是本发明中切削合力加载装置的爆炸图；
图6是本发明的合力轴承单元的剖视图；
图7是本发明中合力轴承单元定位及夹紧装置轴测图；
图8是本发明中切削合力加载试验加载力基值与加载时间的关系图；
图9是本发明中切削扭矩加载试验加载扭矩与加载时间的关系图。
具体实施方式
电主轴支撑部分2、切削扭矩加载部分3和切削合力加载部分4分别固定连接在地平铁1上，加载棒6位于合力轴承单元5的内部，加载棒6的一端与切削扭矩加载部分3连接，切削合力加载部分4置于电主轴支撑部分2和切削扭矩加载部分3的侧面且与地平铁1上方固定连接；
所述的电主轴支撑部分2由调整垫铁201、主轴支撑座202和抱夹机构203组成，主轴支撑座202通过调整垫铁201与地平铁1上方固定连接，抱夹机构203与主轴支撑座202上方固定连接；
所述的切削扭矩加载部分3由弹性膜片联轴器301、测功机302、测功机底座303组成，弹性膜片联轴器301一端与加载棒6连接、另一端与测功机302连接，测功机302安装在测功机底座303上；
所述的切削合力加载部分4由滑板401、液压总成402、力传感器403、加载杆404、柱销405、支撑板406、支腿407、底板408组成，液压总成402安装在滑板401上，力传感器403与加载杆404连接，该加载杆前端有半球形的内凹40401，滑板401通过柱销405与支撑板406相连接，支撑板406安装在支腿407上，支腿407安装在底板408上；
所述滑板401与支撑板406的连接结构是：滑板401为板类结构件，滑板401的上平面设有2条平行的T形槽40101，左右两侧为环形凸缘40102，凸缘40102上开有环形槽40103，并与支撑板406上环形排列的螺纹孔40601对应，滑板401左右两侧的凸缘40102与支撑板406左右两侧的凸缘40602尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板401上的环形槽40103和支撑板406上的螺纹孔40601用螺栓进行固定连接，支撑板406上设有与柱销405的下端配合的中心通孔40603；
所述的合力轴承单元5由左套盖501、轴承套502、左侧轴承503、右侧轴承504、轴承盖505、右端盖506、U形夹持507、夹持支座508和防护支架509组成，左侧轴承503、右侧轴承504与加载棒6安装在轴承套502中，轴承盖505与轴承套502紧固连接，左套盖501以及右端盖506也与轴承套502紧固连接，在轴承套502上有球形外凸50201；由U形夹持507、夹持支座508和防护支架509组成定位夹紧装置，防护支架509安装在地平铁1上，夹持支座508与防护支架509紧固连接，轴承套位于U形夹持507中；
所述的加载棒6安装在合力轴承单元5中心处，一端与弹性膜片联轴器301连接，另一端用于与电主轴7连接。
工作原理：在试验之前，把电主轴7安装在抱夹机构203里，一端与加载棒6连接，根据动、静态切削力大小及方向，调整好切削合力加载装置的位置和角度，通过在上位机控制液压加载装置使加载杆404与合力轴承单元接触并对其施加切削合力，通过测功机对加载棒施加切削扭矩。
试验方法分为空载试验方法和加载试验方法。
一、空载试验方法
试验前各项准备充足后，开启变频器，控制电主轴在n1的转速下旋转时间t1，再控制变频器将电主轴转速线性提升至转速n2，电主轴在此转速下工作时间为t2，按照转速谱重复以上步骤，将转速系列所有值按顺序逐次加载到受试电主轴上；
二、加载试验方法
(1)切削合力加载试验方法
a.加载角度的确定
本发明出于结构设计原因给定加载角度为一等差角度系列：0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°；
在选择其中一个角度的前提下进行后续的加载试验；
b.加载力基值和加载时间的确定
根据采集的载荷，确定加载的基值q1,q2,...qi...qn和工作时间t1’,t2’,...ti’...tn’在选定加载角度的情况下进行一系列的加载试验；
c.加载幅值的确定
加载幅值根据实际试验要求给定一系列值a1,a2,...ai...an，
d.加载频率的确定
加载频率与加载方式的选取类似，本发明直接给定频率系列为ω1,ω2,...ωi...ωn。
在进行实际的加载试验时，先选取加载角度，确定角度之后调整切削合力加载装置至选定的角度，再选取加载力基值和加载时间qi、ti’，在此基础上再选择加载幅值ai，最后选择加载频率ωi，对应每个加载角度值有q1～qn和对应工作时间t1’～tn’可供选取，同样对于每个加载力和加载时间qi、ti’有加载幅值a1～an这些值可供选取，而对于每个加载幅值ai也有ω1～ωn这些加载频率值可供选取；
切削合力加载试验共有转速、加载角度、加载力基值、加载时间、加载幅值和加载频率等变量，通常采用控制变量法进行切削合力加载试验，例如选取加载力基值为变量，其他变量不变，给电主轴施加的载荷先从0线性增加到q1，保持加载时间为t1’，再从q1线性增加到q2，保持加载时间为t2’，即将加载力基值系列所有值按顺序逐次加载到受试电主轴上；
(2)切削扭矩加载试验方法
a.将电主轴加载棒与测功机通过联轴器相连接，通过对中仪保证两者之间的同轴度；
b.开启变频器，给电主轴提供一系列的转速，空载运转部分的转速谱；
c.转速稳定后，开启测功机控制面板，开启合闸按钮；
d.在转速下ni，根据试验要求选取扭矩系列T1,T2,...Ti...Tn中某一扭矩值Ti，选定之后让测功机线性加载扭矩值至所需值，或者按照扭矩系列从0加到T1值，运行一段时间t1后，再将扭矩值线性提高到T2，运行一段时间t2，即将扭矩系列所有扭矩值按顺序逐次加载到受试电主轴上；
(2)混合加载试验方法
在切削力加载的前提下，即转速n、加载角度、加载力基值qi和加载时间ti’、加载幅值ai以及加载频率ωi选定之后，此时有扭矩系列T1，T2,...Ti...Tn可供选取，类似扭矩加载试验，试验时可以直接选定某一扭矩值进行扭矩加载或者按照扭矩系列逐次加载；
在混合加载时，有加载角度，加载力，加载频率以及切削扭矩等变量，通常控制某一变量变化，同时其他变量保持不变的模式下进行加载试验。
下面结合附图对本发明作进一步说明
电主轴可靠性试验方案包括空运转试验和加载试验。其中加载试验可分为切削合力加载试验和切削扭矩加载试验。
电主轴空运转试验是电主轴可靠性试验不可缺少的一部分。其试验目的有两个：一是利用空运转试验对电主轴性能进行初步检测，二是可以作为加载试验的对比试验。空运转试验一般安排在加载试验之前，并根据电主轴实际性能检测效果规定试验时间，试验时可根据编制的空运转试验转速谱对每一级进行空转循环实验，并要求各循环之间的暂停时间不高于1min。
电主轴加载试验是电主轴可靠性试验的重点，加载试验的目的也有两个：一是对该系列电主轴的可靠性进行评估；二是通过加载试验暴露电主轴故障，找到电主轴的设计缺陷或薄弱环节，提出相应的改进措施，实现电主轴可靠性增长。实验室可靠性试验的基本原则是尽最大程度模拟实际工况。
1.试验时间：
电主轴空运转试验总时间可根据企业或用户自身条件来定。加载试验总时间应不少于加工中心铣削电主轴3倍的MTBF.
2.性能参数的监测
(1)油气润滑气压管路的参数的监测
1).气压管路的压强
2).气压管路的流量
3).空气洁净度
这些参数用压力传感器、流量传感器及洁净度传感器进行监测。
(2)轴承温度的监测
1)、电主轴前轴承温度
2)、电主轴后轴承温度
轴承温度用温度传感器监测，监测时需将温度传感器安装入电主轴轴承座内。
(3)电主轴几何精度的监测
在试验过程中，依据相关标准，对影响电主轴本身或者加工精度较大的几个关键几何精度进行监测，可采用位移传感器进行检测并通过系统计算，检测电主轴的径向和轴向跳动
(4)转速的监测
对电主轴的转速进行检测。检测的数值可通过测功机控制面板进行读取。
(5)电主轴电流的监测
对电主轴电流进行监测。监测的数值可通过变频器的操作面板进行读取。
在电主轴各项性能达标的情况下通过数据可了解以上数据的正常值和正常变化率。所以，需记录以上各项参数的最大值、最小值和变化率。
上述参数从试验开始每10S检测并记录一次，当电主轴运行稳定之后，每1min检测并记录一次，如果电主轴箱转速、负载等任一参数发生变化，则需每10S检测并记录一次，直至电主轴运行稳定之后再恢复为每1min检测并记录一次。每检测一次，都需将数值做好记录(每记录一次创建一份新表)。
3.试验前检查：
(1)试验台各处紧固螺钉是否有松动，要及时进行紧固。(特别是连接电主轴加载单元和测功机的弹性联轴器的紧固螺钉是否有松动)
(2)检查电主轴是否将加载单元拉紧，如果有松动，启动拉刀控制单元重新将加载单元拉紧；
(3)手动转动电主轴，检查是否出现主轴抱死现象；
(4)检查电气系统各处连接是否有明显松动，电路是否通电以及按动各个控制按钮是否能正常操作等；
(5)检查气路气管连接是否有松动以及供气气阀是否开启；
(6)检查油气润系统中的油液是否能达到标准要求。
4.试验过程
依据电主轴可靠性试验的一般要求，需满足：一、模拟实际工作状态，对电主轴加载单元施加规定的载荷进行连续运转试验；二、冷却条件满足有关规定；三、电主轴转速应包括低、中、高在内的5种以上空转试验，其中高速运转时间一般不少于每个循环程序所用时间的10％，各循环的暂停时间≤1min。
4.1试验前的准备
(1)采集被试型号电主轴转速谱
采集该型号电主轴正常工况下的转速n1,n2,...ni...nn，及相对应的工作时间t1,t2,...ti...tn,即转速谱。
(2)采集被试型号电主轴载荷谱
采集该型号电主轴正常工况下的载荷q1,q2,...qi...qn，及相对应载荷下的电主轴工作时间t1’,t2’,...ti’...tn’，即载荷谱。
(3)安装调试
安装调试工作包括调整电主轴加载棒(6)和测功机(8)的同轴度、保证切削合力加载装置中加载杆(18)上的内凹与合力加载单元中轴承套(22)上的外凸两者的球心在同一水平线上以及加载杆(18)应保持水平，不可上翘或者倾覆。
4.2空载试验
空载试验就是不对加载单元施加载荷(切削载荷和切削扭矩)，只进行空转。
4.2.1空载试验的要求
根据试验要求，选择的电主轴转速应符合实际使用情况和使用要求。
空运转试验总试验时间占总的试验时间不应超过10％。
电主轴在空运转试验时，不应发出尖叫、碰撞、冲击等不正常的声音，试验过程中，电主轴的噪声声压级不应大于70dB。
4.2.2具体试验流程：
试验前各项准备充足后，开启变频器，控制电主轴在n1的转速下旋转时间t1，再控制变频器将电主轴转速线性提升至转速n2，电主轴在此转速下工作时间为t2，按照转速谱重复以上步骤，将转速系列所有值按顺序逐次加载到受试电主轴上。
4.3切削力加载试验
电主轴动态力加载试验是指在空转试验的基础上(即采用空转试验中的转速谱)，对电主轴模拟切削过程，即在电主轴旋转的过程中对加载单元施加需要的动态载荷(模拟刀具在实际切削过程中电主轴受到的力)，以达到暴露电主轴在工作过程中的故障。动态力加载系统可对加载力大小、方向、幅值、频率及波形进行控制和记录。
4.3.1切削合力加载试验要求
(1)根据试验要求，选择的不同大小的电主轴转速应符合实际使用情况和使用要求。
(2)根据试验要求，选择的不同角度和大小的加载力应符合实际使用情况和使用要求。
(3)进行可靠性试验时，电主轴每个选定的转速都应进行加载单元的加载，加载包括纯径向加载和合力加载，其中电主轴的转动包括正向和反向。
(4)试验过程中，应监测精密油冷机控制面板上显示的温度是否在安全界限以内。
(5)加载试验过程中，达到所需转速后，对加载单元进行加载，施加动态力时应避免对电主轴的冲击。
(6)加载试验时间占总可靠性试验时间比例为60％左右。
根据本发明之前的分析可知，本可靠性试验装置，将两个方向的切削力整合成一个切削合力进行动态力加载试验。
4.3.2具体试验过程：
(1)给定加载装置的加载角度
本发明出于结构设计原因给定加载角度为一等差角度系列：0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°。在选择其中一个角度的前提下进行后续的加载试验。
(2)加载力基值和加载时间的确定
根据采集的载荷，确定加载的基值q1,q2,...qi...qn和工作时间t1’,t2’,...ti’...tn’在选定加载角度的情况下进行一系列的加载试验。
(3)加载幅值的确定
加载幅值根据实际试验要求给定一系列值a1,a2,...ai...an，过大的幅值会导致附加的冲击载荷并改变故障机理及故障模式，过小的幅值则会让幅值的存在没有实际意义，故幅值的选取需要根据实际试验要求。
(4)加载频率的确定
加载频率与加载方式的选取类似，本发明直接给定频率系列为ω1,ω2,...ωi...ωn。
在进行实际的加载试验时，先选取加载角度，确定角度之后调整切削合力加载装置至选定的角度，再选取加载力基值和加载时间qi、ti’，在此基础上再选择加载幅值ai，最后选择加载频率ωi。对应每个加载角度值有q1～qn和对应工作时间t1’～tn’可供选取，同样对于每个加载力和加载时间qi、ti’有加载幅值a1～an这些值可供选取，而对于每个加载幅值ai也有ω1～ωn这些加载频率值可供选取。
切削合力加载试验共有转速、加载角度、加载力基值、加载时间、加载幅值和加载频率等变量，通常采用控制变量法进行切削合力加载试验，例如选取加载力基值为变量，其他变量不变，给电主轴施加的载荷先从0线性增加到q1，保持加载时间为t1’，再从q1线性增加到q2，保持加载时间为t2’，即将加载力基值系列所有值按顺序逐次加载到受试电主轴上。(参见图8)
4.4切削扭矩加载试验
切削扭矩加载试验是指通过试验系统的扭矩加载系统对电主轴施加扭矩(模拟实际工况且不施加载荷)，以达到暴露电主轴工作中故障的目的。
4.4.1切削扭矩加载试验要求
1.在动态力加载试验前，请先检查试验系统的润滑、冷却以及试验系统周围是否存在干涉等情况。
2.根据试验要求，将电主轴加载棒与测功机通过弹性膜片联轴器相连接，通过测功机对电主轴施加扭矩同时监测电主轴的转速。
3.电主轴在扭矩加载试验时，不应发出尖叫、碰撞、冲击等不正常的声音。
4.试验过程中，应监测精密油冷机控制面板上显示的温度是否在安全界限以内。
5.扭矩加载时间占总可靠性试验时间比例为20％左右。
4.4.2扭矩加载试验流程
(1)将电主轴加载棒与测功机通过联轴器相连接，通过对中仪保证两者之间的同轴度。
(2)开启变频器，给电主轴提供一系列的转速(空载运转部分的转速谱)
(3)转速稳定后，开启测功机控制面板，开启合闸按钮。
(4)在转速下ni，根据试验要求选取扭矩系列T1,T2,...Ti...Tn中某一扭矩值Ti，选定之后让测功机线性加载扭矩值至所需值，或者按照扭矩系列从0加到T1值，运行一段时间t1后，再将扭矩值线性提高到T2，运行一段时间t2，即将扭矩系列所有扭矩值按顺序逐次加载到受试电主轴上(参见图9)。
4.5混合加载
混合加载是指在加载载荷的基础上，对受试电主轴同时施加切削扭矩进行试验。混合加载的前期准备和试验要求需要综合切削力加载试验和扭矩加载试验的试验准备和试验要求，在此即不赘述。
混合加载具体流程如下：
在切削力加载的前提下，即转速n、加载角度、加载力基值qi和加载时间ti’、加载幅值ai以及加载频率ωi选定之后，此时有扭矩系列T1,T2,...Ti...Tn可供选取，类似扭矩加载试验，试验时可以直接选定某一扭矩值进行扭矩加载或者按照扭矩系列逐次加载。
在混合加载时，有加载角度，加载力，加载频率以及切削扭矩等变量，通常控制某一变量变化，同时其他变量保持不变的模式下进行加载试验，与切削合力加载试验相似，在此不再举例赘述。
Claims (3)
1.一种电主轴可靠性试验台，其特征在于：电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接；
所述的电主轴支撑部分由调整垫铁、主轴支撑座和抱夹机构组成，主轴支撑座通过调整垫铁与地平铁上方固定连接，抱夹机构与主轴支撑座上方固定连接，所述抱夹机构中安装有电主轴；
所述的切削合力加载部分由滑板、液压总成、力传感器、加载杆、柱销、支撑板、支腿、底板组成，液压总成安装在滑板上，力传感器与加载杆连接，该加载杆前端有半球形的内凹，滑板通过柱销与支撑板相连接，支撑板安装在支腿上，支腿安装在底板上；
所述滑板与支撑板的连接结构是：滑板为板类结构件，滑板的上平面设有2条平行的T形槽，左右两侧为环形凸缘，凸缘上开有环形槽，并与支撑板上环形排列的螺纹孔对应，滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板上的环形槽和支撑板上的螺纹孔用螺栓进行固定连接，支撑板上设有与柱销的下端配合的中心通孔；
所述的合力轴承单元由左套盖、轴承套、左侧轴承、右侧轴承、轴承盖、右端盖、U形夹持、夹持支座和防护支架组成，左侧轴承、右侧轴承与加载棒安装在轴承套中，轴承盖与轴承套紧固连接，左套盖以及右端盖也与轴承套紧固连接，在轴承套上有球形外凸；由U形夹持、夹持支座和防护支架组成定位夹紧装置，防护支架安装在地平铁上，夹持支座与防护支架紧固连接，轴承套位于U形夹持中。
2.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于：所述的切削扭矩加载部分由弹性膜片联轴器、测功机、测功机底座组成，弹性膜片联轴器一端与加载棒连接、另一端与测功机连接，测功机安装在测功机底座上。
3.根据权利要求1所述的电主轴可靠性试验台，其特征在于：所述的加载棒安装在合力轴承单元中心处，一端与弹性膜片联轴器连接，另一端用于与电主轴连接。
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