CN108072520B - 一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械设备可靠性测试技术领域,具体的说是一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台。本发明包括主轴安装部分、机械加载部分、状态监测部分和电路控制部分。在主轴安装部分中,通过V型结构定位,主轴A安装部分、主轴B安装部分与地平铁配合调节,可实现不同尺寸外径的电主轴之间的定位与对中。在机械加载部分中,主加载块和从加载块间通过锥面接触传递转矩,同时产生附加径向力和附加轴向力,实现对刀具实际切削工况的模拟。在状态监测部分中,通过两个支架安装传感器对电主轴状态进行监测。在电路控制部分中,变频器A和变频器B之间采用直流母线反馈电流达到能源再利用的目的。本发明解决了现有电主轴可靠性试验台可靠性差、试验效率低、试验成本高等问题。

Description

一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台
技术领域
本发明属于机械设备可靠性测试技术领域,具体的说是一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台。
背景技术
数控机床作为机械制造行业的工业母机,是现代化发展的重要基石。国产中高档数控机床与进口数控机床相比可靠性水平偏低,致使国产中高档数控机床的市场占有率低,制约国产数控机床行业的发展。电主轴作为数控机床的关键功能部件之一,其可靠性水平的高低直接影响了数控机床整机的可靠性。
在实际切削过程中,电主轴主要受到径向力、轴向力和扭矩三种动态力,且不同刀具、不同工艺的情况下三种动态力的变化及其相互之间的关系差异较大。通过可靠性试验能主动激发各种潜在故障,进而进行可靠性评价、故障分析和改进设计,是提高产品可靠性的主要技术途径。可靠性现场试验的周期长、效率低,试验条件不可控,随着装备制造的迅速发展,产品更新周期不断缩短,单纯依靠现场跟踪试验已不能满足新产品开发和可靠性增长周期的要求。借鉴汽车、航空航天装备可靠性台架试验的成功经验,可靠性台架加速试验方法的研究逐渐引起机床行业的重视。加速试验必须遵循两个原则:一是不能改变故障模式,二是不能改变故障机理,因此必须模拟真实工况,在允许的工况范围内进行加速试验。为模拟出电主轴实际工况,需研制电主轴可靠性试验台。
目前,公知的电主轴可靠性试验台是由底座、电主轴、加载单元、加载机构、联轴器和测功机组成。测功机作为一个动力源,主要对电主轴施加扭矩载荷。加载机构的动力源主要对电主轴施加切削力,常见的有压电陶瓷、液压缸、音圈电机等。一般在电主轴可靠性试验台中包括的附加设备越多,电主轴可靠性试验台的可靠性相对越低。因此,带有多个动力源的电主轴可靠性试验台的可靠性水平相对较低,试验台的故障概率比电主轴的故障概率还高,这样的试验台不仅增加了电主轴可靠性试验台的搭建成本和维修成本,而且降低了电主轴可靠性试验的效率。
发明内容
本发明提供了一种结构简单的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,解决了现有电主轴可靠性试验台可靠性差、试验效率低、试验成本高等问题。
本发明技术方案结合附图说明如下:
一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,该试验台包括电主轴A安装部分1、点激光位移传感器安装部分2、机械加载部分3、线激光位移传感器安装部分4、电主轴B安装部分5、地平铁6和控制部分7;所述的电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5固定在地平铁6上;所述的点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4设置在电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5之间,并固定在地平铁6上;所述的机械加载部分3设置在点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4之间,其一端与电主轴A安装部分1固定,另一端与电主轴B安装部分5固定;所述的控制部分与电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5相连。
所述的地平铁6放置在水平地面上,其上开有键槽和T型槽。
所述的电主轴A安装部分1与电主轴B安装部分5结构相同;所述的电主轴A安装部分1包括V型夹紧块A101、V型夹紧块B102、主轴底座A103和电主轴A104;所述的电主轴B安装部分5包括电主轴B501、主轴底座B502、V型夹紧块C503和V型夹紧块D504;所述的主轴底座A103由“L”型拉伸结构实体和方形底板通过“十”字截面结构实体连接而成,其为一体结构,铸造而成;所述的主轴底座A103的“L”型拉伸结构实体的长边内侧开有放置电主轴A104的V型槽,V型槽两端各设有4个螺纹孔,“L”型拉伸结构实体的短边内侧表面上亦设有2个螺纹孔;所述的主轴底座A103的方形底板上开有四个与地平铁6固定的U型槽;所述的主轴底座A103的底部有两个正交的键槽;所述的V型夹紧块A101和V型夹紧块B102夹紧电主轴A104并且通过螺栓固定在主轴底座A103上。
所述的机械加载部分3包括刀柄A301、连接圆盘轴A302、主加载块303、从加载块304、连接圆盘轴B305、刀柄B306、平衡块B307和平衡块A308;所述的刀柄A、B301、306和连接圆盘轴A、B302、305通过压紧弹性夹头固定;所述的连接圆盘轴A、B302、305分别和主加载块303、从加载块304通过螺栓固定;所述的主加载块303上设置有一小锥柄;所述的从加载块304上开有与主加载块303的小锥柄相配合的锥孔;所述的平衡块B、A307、308为两块开通孔的方形块,分别通过螺栓固定在连接圆盘轴B、A305、302上;所述的刀柄A、B301、306分别与电主轴A、B104、501固定。
所述的刀柄A301包括拉丁30101、刀柄主体30102、弹性夹头30103和刀柄端盖30104;所述的刀柄A301上的拉丁30101通过端部外螺纹固定在刀柄主体30102的锥型结构的小端内螺纹孔中;所述的刀柄主体30102内装有弹性夹头;所述的刀柄端盖30104压紧弹性夹头30103。
所述的连接圆盘轴A302是一阶梯轴,由三段不同直径的轴组成,且轴径依次增大,第一段轴的直径最小,与所述的刀柄A301中的弹性夹头30103的夹持直径相同;第二段轴的直径大于第一段轴的直径;第三段轴的直径大于第二段轴的直径,其可视为圆盘;所述的圆盘端部有8个螺纹孔,其中6个呈圆形阵列,位于圆盘上部,另外2个螺纹孔呈水平分布,位于圆盘下部。
所述的点激光位移传感器安装部分2包括L型支腿A201、悬梁202、短安装调节板203、长安装调节板204、L型支腿B205、点激光头A206和点激光头B207;所述的L型支腿A201和L型支腿B205均由一长窄板和一短窄板焊接成L型,短窄板端部有长槽,长窄板上端开有四个等间隔通孔;所述的L型支腿A201和L型支腿B205通过长槽上的螺栓与地平铁6T型槽内的T型螺母连接;所述的悬梁202是一长窄板,板两端各有一通孔,长窄板上设有一长槽;所述的悬梁202通过螺栓穿过L型支腿A201和L型支腿B205上的通孔与L型支腿A201和L型支腿B205相固定;所述的短安装调节板203是一长方形板,一端有两短槽,另一端有与点激光头B207相配合的安装孔;所述的短安装调节板203上的短槽和悬梁202上的长槽通过螺栓相固定;所述的长安装调节板204是一长方形薄板,一端有两长槽,另一端有与点激光头A206相配合的安装孔;所述的长安装调节板204上的长槽和悬梁202上的长槽通过螺栓相固定;所述的点激光头A206和点激光头B207分别通过螺栓与长安装调节板204和短安装调节板203相固定。
所述的线激光位移传感器安装部分4包括U型底座401、线激光接收头A402、方形连接板A403、安装悬板404、线激光发射头B405、方形连接板B406、线激光发射头A407和线激光接收头B408;所述的U型底座401由一短宽板和一长宽板垂直焊接而成,短宽板两端均有一长槽,长宽板上端铣出一大U型口,板面上开有多个通孔;所述的U型底座401短板上的长槽与地平铁6的T型槽通过螺栓和T型螺母连接;所述的安装悬板404是一长方形板,其上开有多个通孔;所述的方形连接板A403和方形连接板B406均为一小长方形板,其上均有四个通孔,其上侧通孔通过螺栓与安装悬板404固定,下侧通孔通过螺栓与U型底座401固定;所述的线激光发射头B405通过螺栓固定在安装悬板404的通孔处;所述的线激光接收头A402、线激光发射头A407和线激光接收头B408通过螺栓固定在U型底座401的通孔处。
所述的控制部分7包括三相交流电源、变频器A、变频器B和直流母线;所述的三相交流电源与变频器A上的L1、L2、L3接口相连,同时与变频器B上的L1、L2、L3接口相连;所述的变频器A上的T1/U、T2/V、T3/W接口分别与电主轴A104的三相线U、V、W相连;所述的变频器B上的T1/U、T2/V、T3/W接口分别与电主轴B501的三相线U、V、W相连;所述的变频器A上的R-/UDC-、R+/UDC+接口用直流母线分别与变频器B上的R-/UDC-、R+/UDC+接口相连。
本发明的有益效果为:
1、本发明减少了传统电主轴试验台所需的附加设备数量,通过两根电主轴对拖加载实现电主轴扭矩的加载,通过加载机构中的锥面接触产生附加径向力和附加轴向力,从而模拟电主轴的实际切削工况,提高了试验台的可靠性;
2、本发明采用V型结构定位,可保证不同外径电主轴在定位时轴心线的高度不变,采用V型夹紧块夹紧,可实现不同规格电主轴的夹紧;
3、本发明在地平铁上设置了两个方向的键槽和T型槽,其与电主轴A安装部分和电主轴B安装部分配合调节,可实现不同规格电主轴轴线的对中,即可保证不同规格电主轴轴线的同轴;
4、本发明可通过更换或调整加载机构,模拟电主轴不同的切削工况,对两根电主轴同时实现不同工况载荷下的可靠性试验;
5、本发明设计了两个安装支架,分别用于点激光位移传感器和线激光位移传感器的安装,实现对电主轴径向跳动及轴心轨迹的监测;
6、本发明在对电主轴A和电主轴B做可靠性试验时,一根电主轴处于电动状态,另一根处于发电状态,生成电流通过直流母线反馈电网,最终达到节约电能的目的。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图;
图2是相同外径电主轴安装示意图;
图3是不同外径电主轴安装示意图;
图4是电主轴A安装部分的轴测图;
图5是图2的左视图;
图6是点激光位移传感器安装部分的轴测图;
图7是图6的局部放大图;
图8是机械加载部分的轴测图;
图9是机械加载部分的安装连接示意图;
图10是图9的剖视图;
图11刀柄A的安装连接示意图;
图12是线激光位移传感器安装部分的轴测图;
图13是U型底座的轴测图;
图14是电主轴B安装部分的轴测图;
图15是试验台的电路控制原理图。
图中:1、电主轴A安装部分;2、点激光位移传感器安装部分;3、机械加载部分;4、线激光位移传感器安装部分;5、电主轴B安装部分;6、地平铁;101、V型夹紧块A;102、V型夹紧块B;103、主轴底座A;104、电主轴A;201、L型支腿A;202、悬梁;203、短安装调节板;204、长安装调节板;205、L型支腿B;206、点激光头A;207、点激光头B;301、刀柄A;302、连接圆盘轴A;303、主加载块;304、从加载块;305、连接圆盘轴B;306、刀柄B;307、平衡块B;308、平衡块A;401、U型底座;402、线激光接收头A;403、方形连接板A;404、安装悬板;405、线激光发射头B;406、方形连接板B;407、线激光发射头A;408、线激光接收头B;501、电主轴B;502、主轴底座B;503、V型夹紧块C;504、V型夹紧块D;30101、拉丁;30102、刀柄主体;30103、弹性夹头;30104、刀柄端盖。
具体实施方式
参阅图1—图3,一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,该试验台包括电主轴A安装部分1、点激光位移传感器安装部分2、机械加载部分3、线激光位移传感器安装部分4、电主轴B安装部分5、地平铁6和控制部分7。
所述的电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5固定在地平铁6上;所述的点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4设置在电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5之间,并固定在地平铁6上;所述的机械加载部分3设置在点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4之间,其一端与电主轴A安装部分1固定,另一端与电主轴B安装部分5固定;所述的控制部分与电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5相连。
参阅图4、图5,所述的电主轴A安装部分1与电主轴B安装部分5结构相同;所述的电主轴A安装部分1包括V型夹紧块A101、V型夹紧块B102、主轴底座A103和电主轴A104;所述的主轴底座A103由“L”型拉伸结构实体和方形底板通过“十”字截面结构实体连接而成,其为一体结构,铸造而成。所述的主轴底座A103的“L”型拉伸结构实体的长边内侧开有V型槽,V型槽两端各设有4个螺纹孔,“L”型拉伸结构实体的短边内侧表面上亦设有2个螺纹孔。所述的主轴底座A103的方形底板上开有四个U型槽,用于主轴底座A103与地平铁6的固定。所述的主轴底座A103的底部有两个正交的键槽,用于前后、左右两个不同方向的导向。
所述的主轴底座A103上的V型槽可实现对所述电主轴A104的定位,保证不同外径的电主轴定位后的轴心线离地平铁的高度一定。
所述的V型夹紧块A101主体类似“L”型结构,“L”型长边外侧开有V型槽,V型槽两端各开两个螺栓通孔,“L”型短边上开有一U型槽,用于V型夹紧块A101与主轴底座A103通过螺栓固定连接。所述V型夹紧块B102与所述的V型夹紧块A101的结构相同。
所述的V型夹紧块A101和所述V型夹紧块B102夹紧电主轴A104,并且通过螺栓固定在主轴底座A103上,实现对所述电主轴A104的夹紧。所述电主轴A安装部分1通过主轴底座A103的四个U型槽,采用螺栓和T型螺母与地平铁6固定连接。
参阅图14,所述的电主轴B安装部分5包括电主轴B501、主轴底座B502、V型夹紧块C503和V型夹紧块D504;所述电主轴B安装部分5的结构与所述电主轴A安装部分1的结构完全相同,它们的安装和固定方式亦完全相同。
参阅图2,所述的地平铁6放置在水平地面上,其上开有两个方向的键槽和T型槽。所述的电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5通过导向键实现两者在所述地平铁6长度方向上的导向,通过螺栓和T型螺母固定在所述地平铁6上。此安装方式可实现对相同外径电主轴同时做可靠性试验。
参阅图3,所述的电主轴A安装部分1通过导向键实现其在所述地平铁6长度方向上的导向,所述的电主轴B安装部分5通过导向键实现其在所述地平铁6宽度方向上的导向,从而实现不同外径电主轴的对中。此安装方式可实现对不同外径电主轴同时做可靠性试验。
参阅图8—图10,所述的机械加载部分3包括刀柄A301、连接圆盘轴A302、主加载块303、从加载块304、连接圆盘轴B305、刀柄B306、平衡块B307和平衡块A308。所述的刀柄A301和刀柄B306都是标准ER刀柄,需根据与其连接的电主轴选取刀柄型号,如BT30,BT40或BT50等,同时要求所述的刀柄A301和刀柄B306的夹持直径相同。
参阅图11,所述的刀柄A301包括拉丁30101、刀柄主体30102、弹性夹头30103和刀柄端盖30104。所述的刀柄A301上的拉丁30101通过端部外螺纹固定在刀柄主体30102的锥型结构的小端内螺纹孔中;所述的刀柄主体30102内装有弹性夹头,旋紧刀柄上的刀柄端盖30104可压紧弹性夹头30103,从而实现对连接圆盘轴A302最小直径段的夹紧。所述的刀柄B306和所述的刀柄A301类似。
所述的连接圆盘轴A302是一阶梯轴,主要由三段不同直径的轴组成,且轴径依次增大。第一段轴的直径最小,与所述的刀柄A301中的弹性夹头的夹持直径相同;第二段轴的直径略大于第一段轴的直径;第三段轴的直径远大于第二段轴的直径,其可视为圆盘。圆盘端部有8个螺纹孔,其中6个呈圆形阵列,位于圆盘上部;另外2个螺纹孔呈水平分布,位于圆盘下部。所述的连接圆盘轴B305与所述的连接圆盘轴A302完全相同。
所述的主加载块303是一柱形台,其上突出一小锥柄,锥柄周围的柱形台面上有6个圆形阵列分布的沉头通孔;所述的从加载块304是一柱形台,其中央开有一与所述主加载块303的小锥柄相配合的锥孔,且锥孔大端周围的柱形台面上有6个呈圆形阵列分布的沉头通孔。
所述的电主轴A104通过内部的拉爪拉紧所述刀柄A301上的拉丁30101,使所述的刀柄A301的锥型结构与所述的电主轴A104端部的锥孔结构配合,从而实现两者间的固定。所述的刀柄A301中的弹性夹头30103夹紧连接圆盘轴A302的第一段轴,从而实现所述的刀柄A301与连接圆盘轴A302之间的固定,其固定方式与实际刀具的固定方式相同。所述的连接圆盘轴A302和主加载块303之间通过六个螺栓固定;所述的主加载块303上突出的小锥柄与所述的从加载块304上的锥孔通过锥面接触传递力和扭矩。所述的从加载块304和连接圆盘轴B305之间的固定方式与连接圆盘轴A302和所述主加载块303之间的固定方式相同。所述的连接圆盘轴B305和刀柄B306之间的固定方式与连接圆盘轴A302和主加载块303之间的固定方式相同。所述的平衡块A308和平衡块B307是两块带沉头通孔的方形块,通过螺栓分别固定在所述的连接圆盘轴A302和连接圆盘轴B305上,使所述的机械加载机构3在旋转时达到动平衡状态,所述的机械加载机构3固定在所述的电主轴A104和电主轴B501之间。
所述的机械加载机构3模拟实现刀具切削载荷(包括切削力和切削扭矩)的原理如下:扭矩传递到主加载块303和从加载块304之间时,转换为垂直于接触锥面的力。垂直于接触锥面的力可分解为径向力和轴向力,将所述径向力和轴向力等效转换到机械加载机构3的旋转轴心线上时,产生的附加扭矩即为连接圆盘轴A302和连接圆盘轴B305之间传递的扭矩,同时产生了作用于轴心线上的附加径向力和附加轴向力,以上所产生的附加径向力、附加轴向力和附加扭矩可用于模拟电主轴实际切削时所承受的工况载荷。所述附加径向力和附加扭矩之间存在线性关系,可通过更改主加载块303和从加载块304相对于机械加载机构3旋转轴心线的位置进行调节。所述附加轴向力和附加径向力之间亦存在线性关系,可通过更换不同锥面角度的主加载块303和从加载块304实现接触锥面的锥度的变更,从而调节两者之间的线性关系。以上所述可模拟加工中心电主轴铣削和镗削时的受力状况。钻削时,电主轴基本不受径向载荷,可通过用另一对主加载块303和从加载块304分别替换平衡块A308和平衡块B307,并与主加载块303和从加载块304关于机械加载机构3旋转轴心线对称,从而平衡径向载荷,实现对钻削工况的模拟。
参阅图1,所述的点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4,分别用于检测所述电主轴A104和所述电主轴B501的径向跳动及轴心轨迹。
参阅图6,图7,所述的点激光位移传感器安装部分2包括L型支腿A201、悬梁202、短安装调节板203、长安装调节板204、L型支腿B205、点激光头A206和点激光头B207;所述的L型支腿A201和L型支腿B205均由一长窄板和一短窄板焊接,形成L型字样,短窄板端部有长槽,长窄板上端有四个等间隔通孔。螺栓分别通过L型支腿A201和L型支腿B205上的长槽与地平铁6T型槽内的T型螺母连接,实现两者在地平铁6上的固定。所述的悬梁202是一长窄板,板两端各有一通孔,板一侧至中部有一长槽。所述的悬梁202通过螺栓分别与L型支腿A201和L型支腿B205上的某一高度的通孔连接,实现L型支腿A201、L型支腿B205和悬梁202之间的固定连接,悬梁202的高度可通过调节螺栓与不同高度上通孔的连接实现粗调。所述的短安装调节板203是一长方形板,一端有两短槽,另一端有与点激光头B207配合的安装孔。所述的短安装调节板203的两短槽和悬梁202的长槽通过螺栓连接将短安装调节板203和悬梁202固定,通过调节螺栓在两短槽中的上下位置可实现对短安装调节板203在高度方向上的微调。所述的长安装调节板204是一长方形薄板,在长度上较短安装调节板203略长,其一端有两长槽,另一端有与点激光头A206配合的安装孔,安装与调节方式与短安装调节板203相似。所述的点激光头A206和点激光头B207通过螺栓分别与长安装调节板204和短安装调节板203固定,通过调节所述悬梁202的高度可同时实现两者在高度上的粗调。所述的点激光头A206通过调节长安装调节板204实现高度上的微调。所述的点激光头B207通过调节短安装调节板203实现高度上的微调。
参阅图12、图13,所述的线激光位移传感器安装部分4包括U型底座401、线激光接收头A402、方形连接板A403、安装悬板404、线激光发射头B405、方形连接板B406、线激光发射头A407和线激光接收头B408。
所述的U型底座401由一短宽板和一长宽板焊接而成,短宽板两端均有一长槽,长宽板上端铣出一大U型口,板面上有一系列功能用通孔。所述的U型底座401短板上长槽与地平铁6的T型槽通过螺栓和T型螺母连接,实现U型底座401在地平铁6上的固定。所述的安装悬板404是一长方形板,其上有一系列功能用通孔。所述的方形连接板A403和方形连接板B406均为一小长方形板,其上均有四个通孔,上侧通孔通过螺栓与安装悬板404固定,下侧通孔通过螺栓与U型底座401固定,保证安装悬板404和U型底座401的安装面同平面。所述的线激光发射头A407和线激光接收头A402严格按安装要求通过螺栓将其固定于U型底座401的功能用通孔位置处。所述的线激光发射头B405和所述的线激光接收头B408严格按安装要求通过螺栓分别固定于安装悬板404和U型底座401的功能用通孔位置处。
参阅图15,所述的控制部分7包括三相交流电源、变频器A、变频器B和直流母线。所述的三相交流电源与所述的变频器A上的“L1”、“L2”、“L3”接口相连,同时与变频器B上的“L1”、“L2”、“L3”接口相连;所述的变频器A上的“T1/U”、“T2/V”、“T3/W”接口分别与所述的电主轴A104的三相线“U”、“V”、“W”相连;所述的变频器B上的“T1/U”、“T2/V”、“T3/W”接口分别与所述的电主轴B501的三相线“U”、“V”、“W”相连。所述的变频器A通过转速控制模式控制电主轴A104以一定转速运行,同时拖动电主轴B501在该转速下运行。所述的变频器B通过扭矩控制模式控制电主轴B在一定输出扭矩下工作,其扭矩大小和方向均可调。所述的变频器A上的“R-/UDC-”、“R+/UDC+”接口用直流母线分别与变频器B上的“R-/UDC-”、“R+/UDC+”接口相连,将电主轴A104或电主轴B501发电状态下生成的能量反馈电网,实现能量再利用。要求所述变频器A、变频器B驱动功率大,变频范围广,能实现对大部分电主轴的驱动控制,同时拥有转速控制和扭矩控制两种控制模式,例如:ABB ACS880变频器。
本发明的工作原理为:电主轴A104在变频器A控制下以一定转速运行,同时拖动电主轴B501在该转速下运行;电主轴B501在变频器B控制下对电主轴A104施加一定的扭矩,自身受到相反方向的扭矩;电主轴A104和电主轴B501之间通过机械加载部分3连接,在传递扭矩时会产生附加径向力和轴向力,从而模拟实际切削力;由牛顿第三定律可知,两电主轴同时做加速可靠性试验;线激光位移传感器安装部分4和点激光位移传感器安装部分2分别用于监测电主轴A104和电主轴B501的径跳和轴心轨迹,作为电主轴主要性能退化量。

Claims (4)

1.一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,其特征在于,该试验台包括电主轴A安装部分(1)、点激光位移传感器安装部分(2)、机械加载部分(3)、线激光位移传感器安装部分(4)、电主轴B安装部分(5)、地平铁(6)和控制部分(7);所述的电主轴A安装部分(1)和电主轴B安装部分(5)固定在地平铁(6)上;所述的点激光位移传感器安装部分(2)和线激光位移传感器安装部分(4)设置在电主轴A安装部分(1)和电主轴B安装部分(5)之间,并固定在地平铁(6)上;所述的机械加载部分(3)设置在点激光位移传感器安装部分(2)和线激光位移传感器安装部分(4)之间,其一端与电主轴A安装部分(1)固定,另一端与电主轴B安装部分(5)固定;所述的控制部分与电主轴A安装部分(1)和电主轴B安装部分(5)相连;
所述的地平铁(6)放置在水平地面上,其上开有键槽和T型槽;
所述的电主轴A安装部分(1)与电主轴B安装部分(5)结构相同;所述的电主轴A安装部分(1)包括V型夹紧块A(101)、V型夹紧块B(102)、主轴底座A(103)和电主轴A(104);所述的电主轴B安装部分(5)包括电主轴B(501)、主轴底座B(502)、V型夹紧块C(503)和V型夹紧块D(504);所述的主轴底座A(103)由“L”型拉伸结构实体和方形底板通过“十”字截面结构实体连接而成,其为一体结构,铸造而成;所述的主轴底座A(103)的 “L”型拉伸结构实体的长边内侧开有有放置电主轴A(104)的V型槽,V型槽两端各设有4个螺纹孔,“L”型拉伸结构实体的短边内侧表面上亦设有2个螺纹孔;所述的主轴底座A(103)的方形底板上开有四个与地平铁6的固定的U型槽;所述的主轴底座A(103)的底部有两个正交的键槽;所述的V型夹紧块A(101)和V型夹紧块B(102)夹紧电主轴A(104)并且通过螺栓固定在主轴底座A(103)上;
所述的机械加载部分(3)包括刀柄A(301)、连接圆盘轴A(302)、主加载块(303)、从加载块(304)、连接圆盘轴B(305)、刀柄B(306)、平衡块B(307)和平衡块A(308);所述的刀柄A、B(301、306)和连接圆盘轴A、B(302、305)通过压紧弹性夹头固定;所述的连接圆盘轴A、B(302、305)分别和主加载块(303)、从加载块(304)通过螺栓固定;所述的主加载块(303)上设置有一小锥柄;所述的从加载块(304)上开有与主加载块(303)的小锥柄相配合的锥孔;所述的平衡块B、A(307、308)为两块开通孔的方形块,分别通过螺栓固定在连接圆盘轴B、 A(305、302)上;所述的刀柄A、B(301、306)分别与电主轴A、B(104、501)固定;
所述的刀柄A301包括拉丁(30101)、刀柄主体(30102)、弹性夹头(30103)和刀柄端盖(30104);所述的刀柄A(301)上的拉丁(30101)通过端部外螺纹固定在刀柄主体(30102)的锥型结构的小端内螺纹孔中;所述的刀柄主体(30102)内装有弹性夹头;所述的刀柄端盖(30104)压紧弹性夹头(30103);
所述的连接圆盘轴A(302)是一阶梯轴,由三段不同直径的轴组成,且轴径依次增大,第一段轴的直径最小,与所述的刀柄A(301)中的弹性夹头(30103)的夹持直径相同;第二段轴的直径大于第一段轴的直径;第三段轴的直径大于第二段轴的直径,其可视为圆盘;所述的圆盘端部有8个螺纹孔,其中6个呈圆形阵列,位于圆盘上部,另外2个螺纹孔呈水平分布,位于圆盘下部。
2.根据权利要求1所述的一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,其特征在于,所述的点激光位移传感器安装部分(2)包括L型支腿A(201)、悬梁(202)、短安装调节板(203)、长安装调节板(204)、L型支腿B(205)、点激光头A(206)和点激光头B(207);所述的L型支腿A(201)和L型支腿B(205)均由一长窄板和一短窄板焊接成L型,短窄板端部有长槽,长窄板上端开有四个等间隔通孔;所述的L型支腿A(201)和L型支腿B(205)通过长槽上的螺栓与地平铁(6)T型槽内的T型螺母连接;所述的悬梁(202)是一长窄板,板两端各有一通孔,长窄板上设有一长槽;所述的悬梁(202)通过螺栓穿过L型支腿A(201)和L型支腿B(205)上的通孔与L型支腿A(201)和L型支腿B(205)相固定;所述的短安装调节板(203)是一长方形板,一端有两短槽,另一端有与点激光头B(207)相配合的安装孔;所述的短安装调节板(203)上的短槽和悬梁(202)上的长槽通过螺栓相固定;所述的长安装调节板(204)是一长方形薄板,一端有两长槽,另一端有与点激光头A(206)相配合的安装孔;所述的长安装调节板(204)上的长槽和悬梁(202)上的长槽通过螺栓相固定;所述的点激光头A(206)和点激光头B(207)分别通过螺栓与长安装调节板(204)和短安装调节板(203)相固定。
3.根据权利要求1所述的一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,其特征在于,所述的线激光位移传感器安装部分(4)包括U型底座(401)、线激光接收头A(402)、方形连接板A(403)、安装悬板(404)、线激光发射头B(405)、方形连接板B(406)、线激光发射头A(407)和线激光接收头B(408);所述的U型底座(401)由一短宽板和一长宽板垂直焊接而成,短宽板两端均有一长槽,长宽板上端铣出一大U型口,板面上开有多个通孔;所述的U型底座(401)短板上的长槽与地平铁(6)的T型槽通过螺栓和T型螺母连接;所述的安装悬板(404)是一长方形板,其上开有多个通孔;所述的方形连接板A(403)和方形连接板B(406)均为一小长方形板,其上均有四个通孔,其上侧通孔通过螺栓与安装悬板(404)固定,下侧通孔通过螺栓与U型底座(401)固定;所述的线激光发射头B(405)通过螺栓固定在安装悬板(404)的通孔处;所述的线激光接收头A(402)、线激光发射头A(407)和线激光接收头B(408)通过螺栓固定在U型底座(401)的通孔处。
4.根据权利要求1所述的一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台,其特征在于,所述的控制部分(7)包括三相交流电源、变频器A、变频器B和直流母线;所述的三相交流电源与变频器A上的L1、L2、L3接口相连,同时与变频器B上的L1、L2、L3 接口相连;所述的变频器A上的T1/U、T2/V、T3/W接口分别与电主轴A(104)的三相线U、V、W相连;所述的变频器B上的T1/U、T2/V、T3/W接口分别与电主轴(B501)的三相线U、V、W相连;所述的变频器A上的R-/UDC-、R+/ UDC+接口用直流母线分别与变频器B上的R-/ UDC-、R+/ UDC+接口相连。
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