CN108871674B - 一种主轴内置式在线动平衡装置试验台 - Google Patents
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Abstract
一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，包括通过电主轴底座固定在隔振减震工作台上的电主轴，电主轴的前端通过刀柄连接件和后法兰连接件连接，后法兰连接件与安装在被动轴后端的前法兰连接件通过柔性连接，被动轴通过前轴承支座、后轴承支座固定到底座上，底座固定在隔振减震工作台上，被动轴的前段设有用来安装在线动平衡装置的内置孔，被动轴的后段开有用来安装前法兰连接件的螺纹孔；被动轴中部外侧设有的不平衡模拟盘上均匀分布了配重螺纹孔，通过安装螺钉来改变不平衡模拟盘的质量分布，从而进行不平衡失衡振动的模拟；本发明完全可以满足内置式在线动平衡装置的试验研究要求，搭建方便。
Description
技术领域
本发明涉及主轴在线动平衡装置试验台技术领域，具体涉及一种主轴内置式在线动平衡装置试验台。
技术背景
不平衡引起的转子振动是旋转机械最常见的故障之一。在高速高精密机床中，主轴的振动影响机床的寿命和零件的加工精度，如何降低振动成为了一个工业生产中需要重点解决的问题。为了保证生产效率，需要高速高效的动平衡技术，因此在线动平衡技术就应运而生。在线动平衡技术中比较成熟和实用的就是在主轴上装一个动平衡装置，用这个装置完成动平衡工作；现在主要流行的在线动平衡装置主要有三类，分别为：电机式在线动平衡装置、电磁式在线动平衡装置和液体式在线动平衡装置。
现有的在线动平衡装置在高速条件下都存在各种各样的局限性，因为高速条件下不能保证装置的可靠性，工业现场的磨床主轴最常用的是内置式在线动平衡装置，因此对高速主轴内置式在线动平衡装置进行继续研究是十分有必要的。
内置式在线动平衡装置的研究工作离不开试验验证，试验台不仅要能够模拟磨床等主轴的失衡振动，而且还需要安装在线动平衡装置的合适位置，现有的工作台均无法满足这种要求，因此急需要研究出一种合适结构的试验台，应用于在线动平衡装置的研究工作。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，能满足电机式、压电式在线动平衡装置研究需要。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，包括隔振减震工作台16，隔振减震工作台16上连接有两个前后设置的电主轴底座15，电主轴底座15上安装有电主轴14，电主轴14的前端连接有刀柄连接件13，刀柄连接件13和后法兰连接件12连接，后法兰连接件12与安装在被动轴6后端的前法兰连接件11通过柔性连接，被动轴6通过前轴承支座5、后轴承支座9固定到底座1上，底座1固定在隔振减震工作台16上，前法兰连接件11、后法兰连接件12上连接法兰的同心对应；
所述的被动轴6的前段设有用来安装在线动平衡装置18的内置孔3；被动轴6的后段开有用来安装前法兰连接件11的螺纹孔；
所述的被动轴6的前端面设有装置法兰安装孔2，部分装置法兰安装孔2对应供电滑环17法兰上的安装孔，另外部分装置法兰安装孔2对应在线动平衡装置18法兰上的安装孔；
所述的被动轴6中部外侧设有的不平衡模拟盘7上均匀分布了两圈配重螺纹孔8，通过安装配重螺钉来改变不平衡模拟盘7的质量分布，从而进行不平衡失衡振动的模拟。
所述的不平衡模拟盘7上均匀分布了两圈配重螺纹孔8。
所述的被动轴6通过轴承20支撑在前轴承支座5、后轴承支座9上，轴承20内圈通过锁紧螺母19和轴肩实现在被动轴6上的轴向定位，前轴承支座5对应的轴承20外圈轴向定位是通过套筒21和前轴承端盖4实现的，后轴承支座9对应的轴承20外圈的轴向定位是通过挡套23和后轴承端盖10实现的，后轴承支座9内部均匀分布了一圈预紧弹簧22，通过挡套23作用于后轴承外圈，另一侧通过锁紧螺母19实现对轴承20的预紧。
所述的后轴承端盖10上设有六个测试支架安装孔25。
本发明的有益效果为：
1.本发明的被动轴6采用在线动平衡装置内置式的中空结构，使在线动平衡装置18在被动轴6上安装紧凑且几乎不影响被动轴6的体积，节省了试验空间，对生产中受空间限制的应用场所具有很重要的探索意义；另外在线动平衡装置18安装在被动轴6的内部，几乎不受外界尘土油污等的影响，更能保证试验的可靠性，减少装置的损坏；
2.被动轴6上有进行不平衡失衡振动模拟的不平衡模拟盘7结构，不平衡模拟盘7与被动轴6为一体结构，所以可以设在轴6的中间，避免了用离线盘因为拆卸和安装位置问题等引起不必要的麻烦；最重要的是可以依靠不平衡模拟盘7对磨床主轴等生产过程中的不平衡失衡振动进行方便有效地模拟。
3、被动轴6上设有的装置法兰安装孔2以及后轴承端盖10端面上设有的测试支架安装孔25等保证动平衡试验所需设备紧凑可靠地安装在试验台上，并且各零部件布局合理，完全可以满足在线动平衡装置的试验研究要求；试验台采用电主轴拖动被动轴的形式，可以有效合理的应用已有的电主轴部件和工作台等资源，试验台搭建起来比较方便，也比较省时间。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为被动轴6及轴承20的装配示意图。
图3为不平衡模拟盘7的配重螺纹孔8分布示意图。
图4为后轴承端盖10的端面示意图。
图5为前法兰连接件11的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
如图1所示，一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，包括隔振减震工作台16，隔振减震工作台16上连接有两个前后设置的电主轴底座15，电主轴底座15上安装有电主轴14，电主轴14的前端连接有刀柄连接件13，刀柄连接件13和后法兰连接件12连接，后法兰连接件12与装在被动轴6后端的前法兰连接件11通过柔性连接实现运动的传递，达到电主轴14在运行过程中拖动被动轴6转动的目的；被动轴6通过前轴承支座5、后轴承支座9固定到底座1上，底座1通过4个螺栓固定在隔振减震工作台16上，保证前法兰连接件11、后法兰连接件12上连接法兰的同心对应关系。
所述的被动轴6的前端面设有六个Φ4的装置法兰安装孔2，其中三个是对应供电滑环17法兰上的安装孔，另外三个是对应动平衡装置18法兰上的安装孔，通过六个螺钉实现装置的固定安装。
所述的前轴承支座5和后轴承支座9在底座1上的固定是通过螺钉连接实现的，每个轴承座上设有三个带螺纹的安装孔分别与底座5和9上的螺纹孔进行对应安装。
如图2所示，所述的被动轴6的前段设有内置孔3，用来安装在线动平衡装置18，被动轴6的后段开有螺纹孔，用来安装前法兰连接件11；所述的被动轴6通过轴承20支撑在前轴承支座5、后轴承支座9上，轴承20为6014的深沟球轴承，轴承20内圈通过锁紧螺母19和轴肩实现在被动轴6上的轴向定位，前轴承支座5对应的轴承20外圈轴向定位是通过套筒21和前轴承端盖4实现的，后轴承支座9对应的轴承20外圈的轴向定位是通过挡套23和后轴承端盖10实现的，后轴承支座9内部均匀分布了一圈预紧弹簧22，通过挡套23作用于后轴承外圈，另一侧通过锁紧螺母19实现对轴承20的预紧。
如图3所示，所述的被动轴6中部外侧设有的不平衡模拟盘7上均匀分布了两圈配重螺纹孔8，每圈配重螺纹孔8的数量为12个，内圈为Φ6，外圈为Φ4，可以通过安装螺钉来改变不平衡模拟盘7的质量分布，从而进行不平衡失衡振动的模拟。
如图4所示，所述的后轴承端盖10的端面上均匀分布两圈孔，外圈Φ6的四个轴承端盖固定孔24是用来将轴承后端盖安装到后轴承支座9上，内圈预留的6个Φ4的测试支架安装孔25，用来固定传感器支架。
如图5所示，所述的前法兰连接件11上的螺纹与被动轴6后端的螺纹孔配合连接，前法兰连接件11的法兰上均匀分布了八个通孔，用来与装在电主轴14上的后法兰连接件12上相同结构的法兰进行柔性连接，以实现电主轴14拖动被动轴6转动的目的。
本发明的工作原理为：本发明用以进行电机式、压电式在线动平衡装置的试验研究工作；进行试验研究时，电主轴14启动，通过柔性连接拖动被动轴6转动，动平衡试验在被动轴6上进行，试验开机之前往模拟不平衡盘7中的配重螺纹孔8里加上不同的配重螺钉，来模拟不同的失衡状况；在线动平衡装置18与被动轴6一起转动，供电滑环17用来给在线动平衡装置18供电以驱动在线动平衡装置18内部的质量块运动，改变质量分布，达到抵消被动轴6上不平衡量的目的，从而完成动平衡工作。
Claims (3)
1.一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，包括隔振减震工作台(16)，其特征在于：隔振减震工作台(16)上连接有两个前后设置的电主轴底座(15)，电主轴底座(15)上安装有电主轴(14)，电主轴(14)的前端连接有刀柄连接件(13)，刀柄连接件(13)和后法兰连接件(12)连接，后法兰连接件(12)与安装在被动轴(6)后端的前法兰连接件(11)通过柔性连接，被动轴(6)通过前轴承支座(5)、后轴承支座(9)固定到底座(1)上，底座(1)固定在隔振减震工作台(16)上，前法兰连接件(11)、后法兰连接件(12)上连接法兰同心对应；
所述的被动轴(6)的前段设有用来安装在线动平衡装置(18)的内置孔(3)；被动轴(6)的后段开有用来安装前法兰连接件(11)的螺纹孔；
所述的被动轴(6)的前端面设有装置法兰安装孔(2)，部分装置法兰安装孔(2)对应供电滑环(17)法兰上的安装孔，另外部分装置法兰安装孔(2)对应在线动平衡装置(18)法兰上的安装孔；
所述的被动轴(6)中部外侧设有的不平衡模拟盘(7)上均匀分布了配重螺纹孔(8)，通过安装螺钉来改变不平衡模拟盘(7)的质量分布，从而进行不平衡失衡振动的模拟；
所述的被动轴(6)通过轴承(20)支撑在前轴承支座(5)、后轴承支座(9)上，轴承(20)内圈通过锁紧螺母(19)和轴肩实现在被动轴(6)上的轴向定位，前轴承支座(5)对应的轴承(20)外圈轴向定位是通过套筒(21)和前轴承端盖(4)实现的，后轴承支座(9)对应的轴承(20)外圈的轴向定位是通过挡套(23)和后轴承端盖(10)实现的，后轴承支座(9)内部均匀分布了一圈预紧弹簧(22)，通过挡套(23)作用于后轴承外圈，另一侧通过锁紧螺母(19)实现对轴承(20)的预紧。
2.根据权利要求1所述的一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，其特征在于：所述的不平衡模拟盘(7)上均匀分布了两圈配重螺纹孔(8)。
3.根据权利要求1所述的一种主轴内置式在线动平衡装置试验台，其特征在于：所述的后轴承端盖(10)上设有六个测试支架安装孔(25)。
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