CN209372580U - 一种回转主轴气缸加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种回转主轴气缸加载装置，为了解决高精度空气静压主轴处于静态和动态情况下，无法实现在主轴轴向做回转运动时，进行连续加载下对空气静压主轴承载力测试的问题。本实用新型采用的结构包括轴向加载基座，所述的轴向加载基座的前端面设置有旋转顶尖组件，所述的轴向加载基座的内部设置有测试调心组件，轴向加载基座的左侧内壁上设置有密珠轴向滑套组件、右侧外壁上设置有气缸组件；所述的回转顶尖组件和密珠轴向滑套组件的中心通过顶尖加载支承轴连接；所述的顶尖加载支承轴的限位轴肩与推力轴承的末端面相接触，顶尖加载支承轴的前端头开设有圆周浅槽，圆周浅槽内设置有左轴承弹簧挡圈，所述顶尖加载支撑轴尾部套有防松螺母。

Description

一种回转主轴气缸加载装置

技术领域

本实用新型属于精密机械技术领域，涉及一种回转主轴气缸加载装置，其适合于高精度空气静压主轴的轴向回转测试加载。

背景技术

随着航天、激光、核能等尖端技术的发展，对机械加工精度的要求越来越高，精密机床是实现精密加工的首要基础条件。精密机床的质量，取决于其关键部件的质量，而精密主轴部件是保证超精密机床加工精度的核心，对空气静压主轴的静态和动态承载力测试需要一种能够持续加载、在静态和动态的情况下都能进行施力，所加载载荷的位移和振动对气浮静压主轴没有影响，并且能够在主轴轴向进行加载并能够对轴向所加载荷力进行测试和记录；

现有的一些空气静压主轴测试实验台，有些只能对气浮主轴静态进行精确加载，平台常用的加载方式有砝码加载、弹簧加载。砝码加载机构简单、准确性高，但无法实现连续加载，操作麻烦、工作量大，且质量越大惯性量越大，因此不适用于动态测试。弹簧加载操作简便，但是零部件加工精度要求高。

实用新型内容

本实用新型为了解决高精度空气静压主轴处于静态和动态情况下，无法实现在主轴轴向做回转运动时，进行连续加载下对空气静压主轴承载力测试的问题，提供一种回转主轴气缸加载装置。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种回转主轴气缸加载装置，包括轴向加载基座，所述的轴向加载基座的前端面设置有旋转顶尖组件，所述回转顶尖组件包括回转顶尖、轴承外支承套、推力轴承、轴承盖板、防松双螺母和紧固螺钉；所述的回转顶尖设置于轴承外支承套的前端面，轴承盖板设置于轴承外支承套的后端，所述的轴承外支承套内部设置有限位台阶，推力轴承套设于轴承外支承套内并与轴承外支承套的限位台阶相抵，其特征在于：所述的轴向加载基座的内部设置有测试调心组件，轴向加载基座的左侧内壁上设置有密珠轴向滑套组件、右侧外壁上设置有气缸组件；

所述的回转顶尖组件和密珠轴向滑套组件的中心通过顶尖加载支承轴连接； 所述的顶尖加载支承轴的限位轴肩与推力轴承的末端面相接触，顶尖加载支承轴的前端头开设有圆周浅槽，圆周浅槽内设置有左轴承弹簧挡圈，所述顶尖加载支撑轴尾部套有防松螺母；

所述密珠轴向滑套组件包括密珠挡板、密珠轴套组件和滑动密珠外套；所述的密珠挡板和滑动密珠外套依次设置于轴向加载基座前端的内壁上，所述的顶尖加载支承轴依次穿过密珠挡板和滑动密珠外套，滑动密珠外套与顶尖加载支承轴之间设置有密珠轴套组件；

所述测试调心组件包括测力传感器、中间加载支承盘和气缸连接件；所述的中间加载支承盘的上下两端卡设于轴向加载基座的内壁的限位槽中并可在限位槽中移动，中间加载支承盘的左、右两侧分别同轴心设置有测力传感器和气缸连接件，所述的测力传感器的测头与顶尖加载支承轴末端头点接触；

所述加载施力组件包括气缸、加载紧固板、防松螺母、紧固螺钉四；所述的气缸设置于轴向加载基座的后端，气缸的活塞杆穿过轴向加载基座的外壁与气缸连接件连接，并通过防松螺母限位，气缸的法兰端面与加载紧固板连接，加载紧固板与轴向加载基座外表面连接。

所述的测力传感器和气缸连接件分别通过紧固螺钉二和紧固螺钉三与中间加载支承盘连接。

所述的加载紧固板通过紧固螺钉四与气缸的法兰端面连接。

所述的防松螺母设置于气缸的活塞杆的端部。

所述的轴向加载基座外表面的通过紧固螺钉五与加载紧固板连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、本实用新型可以模拟空气静压主轴静在静态和动态状态时，对其轴向持续稳定加载，且所加载载荷的位移和振动对气浮静压主轴没有影响，并能够对所加载荷进行测试和记录，以满足气浮静压主轴性能各方面的研究；

2、本实用新型通过调节外部气源的压力，使得气缸活塞杆伸缩带动中间加载支撑盘产生为位移，中间支承盘通过测力传感器将力传递给顶尖加载支承轴上，测力传感器实现外载荷力的测试和显示，气缸实现连续加载。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型结构的剖视图；

图3是本实用新型工作时的结构示意图；

图4是回转顶尖组件结构示意图；

图5是测试调心组件示意图；

图中，1-顶尖，2.轴承外支承套，3.轴承弹簧档圈，4.推力轴承，5.紧固螺钉一，6.轴承盖板，7.顶尖加载支承轴，8.密珠挡板，9.密珠轴套组件，10.滑动密珠外套，11.防松螺母，12.紧固螺钉二，13测力传感器，14.中间加载支撑盘，15.气缸连接件，16.紧固螺钉三，17. 加载紧固板，18.紧固螺钉四，19.防松螺母，20.紧固螺钉五，21.气缸，22. 轴向加载基座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过调整外部气源压力，使得气缸活塞杆伸缩带动中间加载支撑盘14产生位移，中间支承盘14通过测力传感器13将力传递给顶尖加载支承轴7上，测力传感器13实现外载荷力的测试和显示，气缸实现连续加载。在该装置上安装有密珠轴向滑套组件和推力轴承4，可以实现在装置施力过程中实现对回转主轴的回转加载。通过该装置实现了回转主轴轴向回转连续加载，并能够较好的测试外加载荷。在该装置中利用气缸活塞杆伸缩，很好的实现在加载荷和减载荷过程中顶尖加载支承轴能够自动向左右移动达到平衡位置。

为了完成上部过程，本实用新型采用的结构（参见图1-图5）包括轴向加载基座22，所述的轴向加载基座22的前端面设置有旋转顶尖组件，所述回转顶尖组件（参见图4）包括回转顶尖1、轴承外支承套2、轴承弹簧挡圈3、推力轴承4、轴承盖板6、防松双螺母和紧固螺钉5；所述的回转顶尖1设置于轴承外支承套2的前端面，轴承盖板6通过紧固螺钉一5设置于轴承外支承套2的后端，所述的轴承外支承套2内部设置有限位台阶，推力轴承4套设于轴承外支承套2内并与轴承外支承套2的限位台阶相抵，所述的轴向加载基座22的内部设置有测试调心组件，轴向加载基座22的左侧内壁上设置有密珠轴向滑套组件、右侧外壁上设置有气缸组件；

所述的回转顶尖组件和密珠轴向滑套组件的中心通过顶尖加载支承轴7连接； 所述的顶尖加载支承轴7的限位轴肩与推力轴承4的末端面相接触，顶尖加载支承轴7的前端头开设有圆周浅槽，圆周浅槽内设置有左轴承弹簧挡圈3，所述顶尖加载支撑轴7尾部套有防松螺母11，轴承外支承套2和推力轴承4可以实现顶尖加载支承轴7轴向推力和径向回转运动，顶尖加载支承轴7穿过推力轴承4并伸出端头，为防止推力轴承4在向右运动过程与顶尖加载支承轴7脱离；

所述密珠轴向滑套组件包括密珠挡板8、密珠轴套组件9和滑动密珠外套10；所述的密珠挡板8和滑动密珠外套10依次设置于轴向加载基座22前端的内壁上，所述的顶尖加载支承轴7依次穿过密珠挡板8和滑动密珠外套10，滑动密珠外套10与顶尖加载支承轴7之间设置有密珠轴套组件9；

所述测试调心组件（参见图5）包括测力传感器13、中间加载支承盘14和气缸连接件15；所述的中间加载支承盘14的上下两端卡设于轴向加载基座22的内壁的限位槽中，并可在限位槽中移动，轴向加载基座22的限位槽具有限位和导向的功能，在工作加载过程中，顶尖加载支承轴7右阶梯轴轴肩紧紧地压在测力传感器13的左侧测力面，将运动和力传递给顶尖1。

中间加载支承盘14的左、右两侧分别通过紧固螺钉二12和紧固螺钉三16同轴心设置有测力传感器13和气缸连接件15，所述的测力传感器13的测头与顶尖加载支承轴7末端头点接触，通过测力传感器13将所加载荷力采集到计算机中显示并储存；

所述加载施力组件包括气缸21、加载紧固板17、防松螺母19、紧固螺钉四18；所述的气缸21设置于轴向加载基座22的后端，气缸21的活塞杆穿过轴向加载基座22的外壁与气缸连接件15连接，并通过防松螺母19限位，气缸21的法兰端面与加载紧固板17通过紧固螺钉四18连接，并固定在轴向加载基座22的末端，通过调整外部气源的压力，实现气缸活塞杆的伸缩，带动顶尖的运动，加载紧固板17与轴向加载基座22外表面通过紧固螺钉五20连接。

本实用新型的工作过程：

当外部气源通气时，该装置通过调整外部气源压力，使得气缸21活塞杆在轴向进行伸缩，气缸活塞杆前端连接气缸连接件15，气缸连接件15与中间加载支撑盘14进行螺纹连接，气缸活塞杆的伸缩带动中间加载支撑盘14产生为轴向位移，中间支承盘14两端卡在轴向加载基座22中起导向作用，中间支承盘14前端连接有测力传感器13，通过测力传感器13前端测头将力传递给顶尖加载支承轴7上，顶尖加在支撑轴7周向布置有密珠轴套组件9，可以实现顶尖加在支撑轴7 做回转运动，顶尖加载支撑轴7伸出，带动顶尖1伸出，顶尖1内置有推力轴承4，能够实现对回转主轴连续加载，测力传感器13实现外载荷力的测试和显示。

Claims (5)

1.一种回转主轴气缸加载装置，包括轴向加载基座（22），所述的轴向加载基座（22）的前端面设置有回转顶尖组件，所述回转顶尖组件包括回转顶尖（1）、轴承外支承套（2）、推力轴承（4）、轴承盖板（6）、防松双螺母和紧固螺钉（5）；所述的回转顶尖（1）设置于轴承外支承套（2）的前端面，轴承盖板（6）设置于轴承外支承套（2）的后端，所述的轴承外支承套（2）内部设置有限位台阶，推力轴承（4）套设于轴承外支承套（2）内并与轴承外支承套（2）的限位台阶相抵，其特征在于：所述的轴向加载基座（22）的内部设置有测试调心组件，轴向加载基座（22）的左侧内壁上设置有密珠轴向滑套组件、右侧外壁上设置有气缸组件；

所述的回转顶尖组件和密珠轴向滑套组件的中心通过顶尖加载支承轴（7）连接；所述的顶尖加载支承轴（7）的限位轴肩与推力轴承（4）的末端面相接触，顶尖加载支承轴（7）的前端头开设有圆周浅槽，圆周浅槽内设置有左轴承弹簧挡圈（3），所述顶尖加载支承轴（7）尾部套有防松螺母一（11）；

所述密珠轴向滑套组件包括密珠挡板（8）、密珠轴套组件（9）和滑动密珠外套（10）；所述的密珠挡板（8）和滑动密珠外套（10）依次设置于轴向加载基座（22）前端的内壁上，所述的顶尖加载支承轴（7）依次穿过密珠挡板（8）和滑动密珠外套（10），滑动密珠外套（10）与顶尖加载支承轴（7）之间设置有密珠轴套组件（9）；

所述测试调心组件包括测力传感器（13）、中间加载支承盘（14）和气缸连接件（15）；所述的中间加载支承盘（14）的上下两端卡设于轴向加载基座（22）的内壁的限位槽中并可在限位槽中移动，中间加载支承盘（14）的左、右两侧分别同轴心设置有测力传感器（13）和气缸连接件（15），所述的测力传感器（13）的测头与顶尖加载支承轴（7）末端头点接触；

加载施力组件包括气缸（21）、加载紧固板（17）、防松螺母二（19）、紧固螺钉四（18）；所述的气缸（21）设置于轴向加载基座（22）的后端，气缸（21）的活塞杆穿过轴向加载基座（22）的外壁与气缸连接件（15）连接，并通过防松螺母二（19）限位，气缸（21）的法兰端面与加载紧固板（17）连接，加载紧固板（17）与轴向加载基座（22）外表面连接。

2.根据权利要求1所述的一种回转主轴气缸加载装置，其特征在于：所述的测力传感器（13）和气缸连接件（15）分别通过紧固螺钉二（12）和紧固螺钉三（16）与中间加载支承盘（14）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种回转主轴气缸加载装置，其特征在于：所述的加载紧固板（17）通过紧固螺钉四（18）与气缸（21）的法兰端面连接。

4.根据权利要求3所述的一种回转主轴气缸加载装置，其特征在于：所述的防松螺母二（19）设置于气缸（21）的活塞杆的端部。

5.根据权利要求4所述的一种回转主轴气缸加载装置，其特征在于：所述的轴向加载基座（22）外表面的通过紧固螺钉五（20）与加载紧固板（17）连接。