CN208155590U - 一种电主轴综合性能测试系统 - Google Patents
一种电主轴综合性能测试系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208155590U CN208155590U CN201820585797.XU CN201820585797U CN208155590U CN 208155590 U CN208155590 U CN 208155590U CN 201820585797 U CN201820585797 U CN 201820585797U CN 208155590 U CN208155590 U CN 208155590U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electro spindle
- tested
- information
- comprehensive performance
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种电主轴综合性能测试系统，包括：上位机、用于驱动被测电主轴运行的变频器、用于被测电主轴定位的电主轴工装机构、用于测量被测电主轴的芯轴轴向跳动信息的跳动测量装置以及用于测量被测电主轴转速转矩信息的转速转矩测量装置；电主轴工装机构上还连接有采集被测电主轴表面不同位置温度信息的多个温度传感器、采集被测电主轴运行中不同位置噪声信息的多个声级传感器以及采集被测电主轴运行中振动信息的振动传感器；上位机根据各测量装置及传感器所采集的信息对被测电主轴进行综合性能测试，实现了电主轴综合性能的自动测试，测试效率高、测试结果准确可靠；结构简单、安装方便，能够完成多种规格的电主轴测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电主轴综合性能测试系统，属于设备检测技术领域。
背景技术
电主轴是高速数控机床的核心部件它的性能直接决定了机床的高速加工性能。电主轴在工作过程中高速旋转，要求其具有很高的加减速性能，这就对电主轴的散热、润滑及精密控制提出较高要求。同时主轴在高速运行过程中由于电主轴轴承与内藏式电机发热，将会引起电主轴热变形、振动、噪声，进而影响加工精度等一系列问题。
电主轴在运行和工作过程中，会产生一定的噪声，在工业现场和企业实际生产中，对电主轴噪声及振动相关的测量主要是依靠工人采用传统的单一振动或者噪声为评价参考量，无法全面、准确的评价电主轴真实的性能与运行工况。
工业现场情况复杂多变、同时国内大部分电主轴厂家在生产实际中对于电主轴性能的检测，数字化以及稳定性不够，同时测试线路搭建复杂、测试方法以及物料及产品的追溯还不够完善、同时电主轴的关键性能受到多种因素的影响，而且由于电主轴自身的特点决定了高速、大功率环境下所要求的稳定性和可靠性。因此有必要开展电主轴的综合性能的测试研究，为高速机床的安全稳定运行提供理论与现实依据。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电主轴综合性能测试系统，解决现有技术中电主轴性能检测数字化以及稳定性不够、测试线路搭建复杂、安装困难的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种电主轴综合性能测试系统，包括：上位机、用于驱动被测电主轴运行的变频器、用于被测电主轴定位的电主轴工装机构、用于测量被测电主轴的芯轴轴向跳动信息的跳动测量装置以及用于测量被测电主轴转速转矩信息的转速转矩测量装置；所述电主轴工装机构上还连接有采集被测电主轴表面不同位置温度信息的多个温度传感器、采集被测电主轴运行中不同位置噪声信息的多个声级传感器以及采集被测电主轴运行中振动信息的振动传感器；电主轴工装机构对被测电主轴进行固定，变频器驱动被测电主轴运行，上位机根据跳动测量装置采集的轴向跳动信息、转速转矩测量装置采集的转速转矩信息、各温度传感器采集的温度信息、各声级传感器采集的噪声信息以及振动传感器采集的振动信息对被测电主轴进行综合性能测试。
所述电主轴工装机构包括固定夹板、活动夹板和活动夹板滑行机构；活动夹板通过活动夹板滑行机构调节其与固定夹板之间的距离；被测电主轴支撑于固定夹板与活动夹板之间。
所述固定夹板和或活动夹板上设有用于对被测电主轴进行固定的抱夹卡盘。
所述抱夹卡盘包括：所述抱夹卡盘包括：卡盘本体、设于卡盘本体上的卡爪、驱动卡爪沿卡盘本体径向运动的卡爪驱动机构和连接于卡爪末端的用于对被测电主轴定位的定位销；所述卡爪至少设有三个；所述卡爪驱动机构包括嵌于卡盘本体内的内齿圈和驱动内齿圈沿卡盘本体周向运动的旋拧机构，所述内齿圈与卡爪背部螺纹连接；旋拧机构带动内齿圈转动，通过螺纹驱动卡爪沿卡盘本体径向运动。
所述电主轴工装机构上连接有传感器安装带，所述传感器安装带沿被测电主轴周向绕装于被测电主轴外表面；各所述温度传感器、各所述声级传感器设于传感器安装带上。
所述温度传感器和声级传感器相互间隔设于传感器安装带上。
所述电主轴工装机构上设有隔音隔热罩。
所述隔音隔热罩上还连接有散热风扇。
所述电主轴工装机构上的电主轴上连接有对被测电主轴进行冷却润滑的冷却润滑管路；所述冷却润滑管路的冷却润滑液进、出口处分别设有与所述上位机信号连接的温度传感器。
所述转速转矩测量装置下方还连接有用于调节转速转矩测量装置高度的提升机构。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：提供一种电主轴综合性能测试系统，利用多种传感器采集电主轴实际工况下电主轴的运行特性，实现电主轴综合性能的自动测试，测试效率高、测试结果准确可靠；结构简单、安装方便，能够完成多种规格的电主轴测试。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中电主轴工装机构的结构示意图；
图3是抱夹卡盘的结构示意图；
图4是图3中D-D剖视图；
图中：1、电主轴；2、传感器安装带；3、散热风扇；4、电主轴温度传感器；5、芯轴；6、联轴器；7、转速转矩测量装置；8、数据处理单元；9、上位机；10、支架一；11、提升机；12、跳动测量装置；13、电主轴工装机构；14、声级传感器；15、振动传感器；16-1、固定夹板；16-2、活动夹板；16-3、活动夹板滑行机构；17、工作台；18、隔音隔热罩；19、冷却润滑液温度传感器；20、线性滑轨；21、滑座；22、锁紧螺母；23、抱夹卡盘；23-1、六角滑轨；23-2、内齿圈；23-3、卡盘本体；23-4、卡爪；23-5、定位销；23-6旋拧机构。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1是本实用新型的结构示意图，包括：工作台17、设于工作台17上的上位机9、数据处理装置、转速转矩测量装置7、跳动测量装置12以及电主轴1工装机构13。
转速转矩测量装置7通过支架一10支撑于工作台17上，转速转矩测量装置7的下方设有提升机11用于调节转速转矩测量装置7的高度，以适应不同规格高度的电主轴1。转速转矩测量装置7的输出轴与被测电主轴的芯轴5通过联轴器6传动连接。转速转矩测量装置7可以选用电涡流测功机、水力测功机、交流电力测功机中的任一种。
跳动测量装置12通过支架二设于工作台17上，用于测量电主轴1运行中芯轴5的跳动信息。跳动测量装置12可选用激光传感器、电涡流传感器、电感式传感器、接触式传感器中的任一种。激光传感器能够在一个平面测量芯轴5的轴向跳动信息和轴向位移信息。
如图2所示，电主轴1工装机构13包括固定夹板16-1、活动夹板16-2和活动夹板16-2滑行机构16-3，被测电主轴1支撑于固定夹板16-1和活动夹板16-2之间。活动夹板16-2通过活动夹板16-2滑行机构16-3调节其与固定夹板16-1之间的距离，以适应不同长度的被测电主轴1。活动夹板16-2滑行机构16-3包括连接于活动夹板16-2底部的滑座21和供滑座21滑行的线性滑轨20，滑座21上还设有锁紧螺母22，当活动夹板16-2调节到位后，通过锁紧螺母22将滑座21锁紧于线性滑轨20上。
电主轴1工装机构13上连接有传感器安装带2，传感器安装带2沿被测电主轴周向绕装于被测电主轴1外表面，传感器安装带2上设有采集被测电主轴1表面不同位置温度信息的多个电主轴温度传感器4和采集被测电主轴1运行中不同位置噪声信息的多个声级传感器14，电主轴温度传感器4与声级传感器14相互间隔设于传感器安装带2上。传感器安装带2选用可展开可折叠的柔性绑带，布置不少于两组，分别设置于被测电主轴1的轴承敏感点。
为采集被测电主轴1运行中的振动信息，电主轴1工装机构13上还设有振动传感器15。
电主轴1工装机构13上设有隔音隔热罩18，隔音隔热罩18上开有一个可调节的窗口，在窗口上安装有隔音隔热罩18上还连接有散热风扇3，用于被测电主轴1在运行时对被测电主轴1进行散热。
电主轴工装机构13上还连接有对被测电主轴1进行冷却润滑的冷却润滑管路。冷却润滑管路的冷却润滑液进、出口处分别设有与上位机信号连接的冷却润滑液温度传感器19，冷却润滑液温度传感器19用于测量被测电主轴1在运行过程中内部的温度变化。
为进一步提高系统运行的安全性能，避免被测电主轴1在测试过程中发生坠落，固定夹板16-1和活动夹板16-2上还分别设有用于对被测电主轴1进行固定的抱夹卡盘23。
抱夹卡盘23包括：卡盘本体23-3、卡爪23-4、卡爪驱动机构和连接于卡爪23-4末端的定位销23-5。卡盘本体23-3通过带有沉头孔的圆柱螺钉紧固于相应的夹板上。卡爪23-4至少设有三个，为保证卡爪23-4较为准确的沿卡盘本体23-3径向运动，在卡爪23-4与卡盘本体23-3之间设置径向导向机构，具体为设置于卡盘本体23-3上的六角槽和开设于卡爪23-4上的与六角槽相匹配的六角滑轨23-1。定位销23-5可选用圆柱定位销，能够通过较小的接触面积使得被测电主轴在装夹过程中获得较高的定位精度，满足高精度的测量需求。
卡爪驱动机构包括嵌于卡盘本体23-3内的内齿圈23-2和驱动内齿圈23-2沿卡盘本体23-3周向运动的旋拧机构23-6，内齿圈23-2与卡爪23-4背部螺纹连接。旋拧机构23-6带动内齿圈23-2转动，通过螺纹驱动卡爪23-4沿卡盘本体23-3径向运动，从而实现对不同直径的被测电主轴进行夹紧定位。
前述的电主轴温度传感器4、冷却润滑液温度传感器19、振动传感器15、声级传感器14、转速转矩测量装置7、跳动测量装置12分别通过数据处理单元8（包括信号调理放大器）连接至带有数据采集卡的上位机9。上位机9还与冷却装置、润滑装置以及用于驱动被测电主轴1运行的变频器信号连接。
本实用新型电主轴1综合性能测试系统工作时，首先系统确认电主轴1冷却装置和润滑装置以及气源（气源主要是将被测电主轴运行所需要的润滑油液雾化）能够正常运行，确认能运行后打开上位机9，控制测试系统。在一定的转速下，先将电主轴1与电涡流测功机相连接；同时使电主轴1从1000转/分钟开始，每隔5分钟增加500转，直至电主轴1的额定工作转速为止。此时在达到稳定的工作转速后，上位机9开始对各传感器进行信息采集。
对于声级信息进行测试的方法为：上位机9记录电主轴1从1000转/分钟开始至电主轴1额定工作转速下的声级信号，上位机9处理后显示计权平均声压级和计权平均声功率级（D1、D2、D3、…Dx），同时将数据与对应转速一一储存，当电主轴1转速调节到最高后保持该转速测量，后将电主轴1关闭，再次测量电主轴1内部和外部的噪声和振动数据。
对温度和电主轴1跳动信息进行测试的方法为：在电主轴1与冷却装置、润滑装置相连接处装有测量输入、输出的冷却液和润滑液的初始温度的温度传感器。在电主轴1外部安装有测量电主轴1表面和外界温度的电主轴温度传感器4，利用采集到不同位置的温度来计算电主轴1在运行过程中的温升情况，主要是记录温度（T1、T2、T3、…、Tx）；通过转速转矩测量装置7获取并记录被测电主轴1的转速（R1、R2、R3、…、Rx）、转矩（N1、N2、N3、…、Nx），通过上位机9与激光传感器记录电主轴1在旋转N圈时的轴向跳动数据（Rx1、Rx2、Rx3、…、Rxn）并保存。
综合测试时，上位机9将上述步骤中采集到的噪声、振动、温升、跳动、转速、转矩等信息，经过调理、滤波、放大后输入至上位机9信息采集卡中，上位机9将采集到的信息经过振动噪声、振动温升多参数非线性拟合（LPPL），拟合出在一定转速转矩电主轴1的振动、噪声、温升的综合信息，拟合出电主轴1在运行过程中的同步转速与异步转速时的运动误差值，拟合出环境噪声与温度对电主轴1运行过程的影响。同时将数据在上位机9上显示，上位机9上运行有基于C#编程的软件，该软件能够实现数据采集、分析和处理的功能，上位机9上还设置有用于数据显示的显示器以及用于用户控制测试平台的操作手柄。最终的数据分析结果将以数值以及图表的方式显示在显示上，经过综合多测试平台以及电主轴1的状态与性能信息，实现电主轴1性能的远程监控与寿命与可靠性分析。同时单个测试平台采集到的数据经过处理后将会通过TCP/IP协议发送至远程服务器，实现电主轴1性能的远程监测，对于在规定阈值中单项或者多项参数不合格的电主轴1进行报警，同时将电主轴1的运行工况与电主轴1的轴承使用寿命进行非线性拟合运算（LPPL），为电主轴1的稳定可靠运行，以及电主轴1的寿命及维护保养提供稳定可靠的数据支撑，减少企业在实际使用过程中的不必要的损失和浪费。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电主轴综合性能测试系统，其特征在于，包括：上位机、用于驱动被测电主轴运行的变频器、用于被测电主轴定位的电主轴工装机构、用于测量被测电主轴的芯轴轴向跳动信息的跳动测量装置以及用于测量被测电主轴转速转矩信息的转速转矩测量装置；所述电主轴工装机构上还连接有采集被测电主轴表面不同位置温度信息的多个温度传感器、采集被测电主轴运行中不同位置噪声信息的多个声级传感器以及采集被测电主轴运行中振动信息的振动传感器；
电主轴工装机构对被测电主轴进行固定，变频器驱动被测电主轴运行，上位机根据跳动测量装置采集的轴向跳动信息、转速转矩测量装置采集的转速转矩信息、各温度传感器采集的温度信息、各声级传感器采集的噪声信息以及振动传感器采集的振动信息对被测电主轴进行综合性能测试。
2.根据权利要求1所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述电主轴工装机构包括固定夹板、活动夹板和活动夹板滑行机构；活动夹板通过活动夹板滑行机构调节其与固定夹板之间的距离；被测电主轴支撑于固定夹板与活动夹板之间。
3.根据权利要求2所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述固定夹板和或活动夹板上设有用于对被测电主轴进行固定的抱夹卡盘。
4.根据权利要求3所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述抱夹卡盘包括：卡盘本体、设于卡盘本体上的卡爪、驱动卡爪沿卡盘本体径向运动的卡爪驱动机构和连接于卡爪末端的用于对被测电主轴定位的定位销；所述卡爪至少设有三个；所述卡爪驱动机构包括嵌于卡盘本体内的内齿圈和驱动内齿圈沿卡盘本体周向运动的旋拧机构，所述内齿圈与卡爪背部螺纹连接；旋拧机构带动内齿圈转动，通过螺纹驱动卡爪沿卡盘本体径向运动。
5.根据权利要求1所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，还包括传感器安装带，所述传感器安装带沿被测电主轴周向绕装于被测电主轴外表面；各所述温度传感器、各所述声级传感器设于传感器安装带上。
6.根据权利要求5所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述温度传感器和声级传感器相互间隔设于传感器安装带上。
7.根据权利要求1所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述电主轴工装机构上设有隔音隔热罩。
8.根据权利要求7所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述隔音隔热罩上还连接有散热风扇。
9.根据权利要求1所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述电主轴工装机构上的电主轴上连接有对被测电主轴进行冷却润滑的冷却润滑管路；所述冷却润滑管路的冷却润滑液进、出口处分别设有与所述上位机信号连接的温度传感器。
10.根据权利要求1所述的电主轴综合性能测试系统，其特征在于，所述转速转矩测量装置下方还连接有用于调节转速转矩测量装置高度的提升机构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820585797.XU CN208155590U (zh) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 一种电主轴综合性能测试系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820585797.XU CN208155590U (zh) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 一种电主轴综合性能测试系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208155590U true CN208155590U (zh) | 2018-11-27 |
Family
ID=64374814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820585797.XU Active CN208155590U (zh) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 一种电主轴综合性能测试系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208155590U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108332969A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-07-27 | 浙江大学昆山创新中心 | 一种电主轴综合性能测试系统 |
| CN109489964A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-19 | 吉林大学 | 基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置 |
| CN109556660A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-02 | 浙江方德机器人系统技术有限公司 | 一种小电机综合性能自动检测系统 |
| CN113418699A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-09-21 | 江苏凯博传动设备有限公司 | 一种滚轮架减速机适应性测试装置 |
-
2018
- 2018-04-24 CN CN201820585797.XU patent/CN208155590U/zh active Active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108332969A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-07-27 | 浙江大学昆山创新中心 | 一种电主轴综合性能测试系统 |
| CN109489964A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-19 | 吉林大学 | 基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置 |
| CN109489964B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-06-01 | 吉林大学 | 基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置 |
| CN109556660A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-02 | 浙江方德机器人系统技术有限公司 | 一种小电机综合性能自动检测系统 |
| CN109556660B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-04-12 | 浙江方德机器人系统技术有限公司 | 一种小电机综合性能自动检测系统 |
| CN113418699A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-09-21 | 江苏凯博传动设备有限公司 | 一种滚轮架减速机适应性测试装置 |
| CN113418699B (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-05 | 江苏凯博传动设备有限公司 | 一种滚轮架减速机适应性测试装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208155590U (zh) | 一种电主轴综合性能测试系统 | |
| CN108332969A (zh) | 一种电主轴综合性能测试系统 | |
| CN105716845B (zh) | 模拟典型工况加载的动力刀架性能检测和监测装置及方法 | |
| CN102620929B (zh) | 滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法 | |
| CN106514433B (zh) | 一种链式刀库可靠性试验方法及状态监测系统 | |
| CN102637014B (zh) | 数控机床加工过程机电主传动系统能量效率获取的方法 | |
| CN103231279B (zh) | 一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置 | |
| CN105651511A (zh) | 圆柱齿轮动力学性能实验装置 | |
| CN104931259B (zh) | 一种变速摩擦片摩滑过程热弹耦合振动特性测试方法 | |
| CN105300681B (zh) | 一种电主轴温度与热变形试验装置 | |
| CN102901594A (zh) | 一种成对滚动轴承的摩擦力矩测试装置 | |
| CN205384136U (zh) | 模拟典型工况加载的动力刀架性能检测和监测装置 | |
| CN102706543A (zh) | 动力刀架综合性能测试方法 | |
| CN102012204B (zh) | 数控静压转台的精度检测装置及方法 | |
| CN102095575A (zh) | 一种基于umac的电主轴自动测试系统 | |
| Keller et al. | Gearbox reliability collaborative phase 3 gearbox 2 test report | |
| CN203053698U (zh) | 一种齿轮传动效率测定试验装置 | |
| CN201953839U (zh) | 一种加装钢栅尺的双向推力圆柱滚子组合轴承 | |
| CN104020716B (zh) | 一种数控转台精度保持性的检测装置 | |
| CN106092424A (zh) | 电磁制动器电磁力检测装置 | |
| CN205506362U (zh) | 一种电主轴温度与热变形试验装置 | |
| CN208333863U (zh) | 一种机器人减速机测试装置 | |
| CN105928721A (zh) | 一种电主轴模拟工况加载试验装置 | |
| CN208059940U (zh) | 一种用于性能测试的电主轴工装机构 | |
| Wang et al. | Investigation on the turbine blade tip clearance monitoring based on eddy current pulse-trigger method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |