CN205719522U - 一种电主轴静刚度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电主轴静刚度测试装置，包括测试平台以及固定在测试平台上的测试电主轴，所述测试平台上设置有固定夹具套，所述测试电主轴的一端夹紧于所述固定夹具套内，所述测试电主轴的另一端的正下方和正前方分别设置有一个加载装置，所述加载装置为液压千斤顶，所述液压千斤顶上连接有调控加载力大小的比例溢流阀，所述测试电主轴的另一端的正上方和正前方还分别设置有一个位移测量装置，所述位移测量装置为电涡流位移传感器，所述液压千斤顶和测试电主轴之间设置有测量加载力的力传感器。本实用新型的有益效果是通过力传感器采集力信号，位移检测装置采集电主轴产生的变形量，操作方便，精度较高，具有良好的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及机床主轴性能测试技术领域，尤其是涉及一种电主轴静刚度测试装置。
背景技术
主轴静刚性在主轴性能上扮演着重要角色。对电主轴的静态性能的评价可在静态实验台上通过测量主轴单元的悬伸量、跨距、内孔径向跳动、端面跳动、轴伸端径向跳动、径向刚度、轴向刚度来实现。一般径向跳动测量精度应高于2μm，端跳动测量精度应高于1μm。轴向刚度、径向刚度测量范围均为50-800N/m。在工程实践中，机床因主轴疲劳断裂而失效的事例极为少见。但因主轴在切削力作用下变形过大，或产生切削自激振动而使机床不能满足生产要求的事例是较多的。因此，设计机床主轴组件时，设计人员的主要着眼点是刚度而不是强度。
静态力会使结构系统产生静态变形，造成定位上的误差，进而影响加工件的尺寸精度；动态力作用于结构系统上，则易激发结构的固有频率，造成振动现象的放大，而使加工件的表面产生异纹，影响表面粗糙度。而结构系统的固有频率和结构质量分布、移动件的惯量及结构静刚性有关，通常质量越小，刚性越大，其系统固有频率也会越高，这也是为何高速机床要求高刚性低惯量设计的原因。
主轴组件的静刚度，或简称刚度，反映了主轴组件抵抗静态外载荷的能力。通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电主轴静刚度测试装置，测试操作简单，精度高，可靠性好。
本实用新型的技术方案是：一种电主轴静刚度测试装置，包括测试平台以及固定在测试平台上的测试电主轴，所述测试平台上设置有固定夹具套，所述测试电主轴的一端夹紧于所述固定夹具套内，所述测试电主轴的另一端的正下方和正前方分别设置有一个加载装置，所述加载装置为液压千斤顶，所述液压千斤顶上连接有调控加载力大小的比例溢流阀，所述测试电主轴的另一端的正上方和正前方还分别设置有一个位移测量装置，所述位移测量装置为电涡流位移传感器，所述液压千斤顶和测试电主轴之间设置有测量加载力的力传感器，所述测试平台上还设置有一个固定板，所述测试电主轴正前方的液压千斤顶连接在固定板上。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
1、通过采用力传感器采集加载装置产生的力信号，位移检测装置采集电主轴产生的变形量，对力信号和变形信号进行同步采集，连接计算机可自动绘制电主轴静刚度曲线，操作方便，精度较高，具有良好的可靠性；
2、利用电涡流位移传感器来测量主轴的变形量，位移传感器为非接触式的，反应灵敏，测量数据精度高；
3、在电主轴的端部的正下方和正前方分别设置加载装置，在电主轴的端部的正上方和正前方分别设置位移测量装置，可分别对径向刚度和轴向刚度进行测量；
4、采用液压千斤顶作为加载装置，并在液压千斤顶上连接比例溢流阀，能有效调控加载力的大小。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：
1、测试平台 2、测试电主轴 3、固定夹具套
4、液压千斤顶 5、比例溢流阀 6、电涡流位移传感器
7、力传感器 8、固定板
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细说明。
如图1所示，本实用新型一种电主轴静刚度测试装置，包括测试平台1以及固定在测试平台1上的测试电主轴2，所述测试平台1上设置有固定夹具套3，所述测试电主轴2的一端夹紧于所述固定夹具套3内，所述测试电主轴2的另一端的正下方和正前方分别设置有一个加载装置，所述加载装置为液压千斤顶4，所述液压千斤顶4上连接有调控加载力大小的比例溢流阀5，所述测试电主轴2的另一端的正上方和正前方还分别设置有一个位移测量装置，所述位移测量装置为电涡流位移传感器6，所述液压千斤顶4和测试电主轴2之间设置有测量加载力的力传感器7，所述测试平台1上还设置有一个固定板8，所述测试电主轴2正前方的液压千斤顶4连接在固定板8上。
本实例的工作过程：利用固定夹具套3将测试电主轴2的一端牢牢夹紧，从而将测试电主轴2固定在测试平台1上，用液压千斤顶4进行施力，用力传感器7进行数据采集，施力点的位置分别在测试电主轴2的正下方(径向刚度)和正前方(轴向刚度)，用电涡流位移传感器6来测量测试电主轴2的变形量，位移测点的位置在测试电主轴2的正上方(径向刚度)和正前方(轴向刚度)，施力过程应缓慢进行，在达到允许的最大位移量后，应立即停止加力，并在此状态下保持1-2分钟，待各测量仪器读数稳定后再卸载。将力传感器7和电涡流位移传感器6采集到的信号输入计算机，对测试数据进行曲线拟合，得到静刚度曲线。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (1)
1.一种电主轴静刚度测试装置，包括测试平台以及固定在测试平台上的测试电主轴，其特征在于：所述测试平台上设置有固定夹具套，所述测试电主轴的一端夹紧于所述固定夹具套内，所述测试电主轴的另一端的正下方和正前方分别设置有一个加载装置，所述加载装置为液压千斤顶，所述液压千斤顶上连接有调控加载力大小的比例溢流阀，所述测试电主轴的另一端的正上方和正前方还分别设置有一个位移测量装置，所述位移测量装置为电涡流位移传感器，所述液压千斤顶和测试电主轴之间设置有测量加载力的力传感器，所述测试平台上还设置有一个固定板，所述测试电主轴正前方的液压千斤顶连接在固定板上。
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2016
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