CN213336586U - 高速主轴扭矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高速主轴扭矩测试装置，涉及扭矩测量设备技术领域。高速主轴扭矩测试装置包括测试平台、用于安装负载高速主轴的第一安装座、用于安装待测试高速主轴的第二安装座和联轴器；第一安装座和第二安装座两者均设置在测试平台上，且第一安装座的轴线与第二安装座的轴线重合；联轴器位于第一安装座和第二安装座之间，并用于连接负载高速主轴与待测试高速主轴。达到了能够测量高速主轴扭矩的技术效果。

Description

高速主轴扭矩测试装置

技术领域

本实用新型涉及扭矩测量设备技术领域，具体而言，涉及高速主轴扭矩测试装置。

背景技术

高速数控机床是装备制造业的重点发展方向之一，是装备制造业的战略性产业。数控机床关键功能部件可靠性直接影响着整机可靠性水平，电主轴作为数控机床重要关键功能部件之一，研究其可靠性对提高数控机床整机可靠性提升具有重要意义。

市场上可以获得的电机测试系统通常使用扭矩传感器直接测量电机的转速和扭矩，以便确定待测电机的外特性曲线，效率曲线等。但对于高速电机，由于电机高速转动下导致严重的抖动和应力损耗等等问题，使得扭矩传感器无法测量扭矩。

因此，提供一种能够对高速主轴的扭矩进行测试的高速主轴扭矩测试装置成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速主轴扭矩测试装置，以缓解现有技术中无法对高速主轴的扭矩进行测试的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种高速主轴扭矩测试装置，包括测试平台、用于安装负载高速主轴的第一安装座、用于安装待测试高速主轴的第二安装座和联轴器；

所述第一安装座和所述第二安装座两者均设置在所述测试平台上，且所述第一安装座的轴线与所述第二安装座的轴线重合；

所述联轴器位于所述第一安装座和所述第二安装座之间，并用于连接负载高速主轴与待测试高速主轴。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述高速主轴扭矩测试装置还包括防尘罩；

所述防尘罩设置在所述测试平台上，且所述防尘罩罩设于所述联轴器的外部。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述防尘罩包括底座和罩体；

所述底座固定设置在所述测试平台上；

所述罩体的一端与所述底座铰接，另一端与所述底座卡接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述罩体采用透明罩。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述底座通过螺纹件与所述测试平台可拆卸连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第一安装座和所述第二安装座两者均通过螺纹件可拆卸的设置在所述测试平台上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第一安装座包括第一座体和第一盖体，所述第一座体固定设置在所述测试平台上，所述第一盖体可拆卸的设置在所述第一座体上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第二安装座包括第二座体和第二盖体，所述第二座体固定设置在所述测试平台上，所述第二盖体可拆卸的设置在所述第二座体上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第一安装座和所述第二安装座两者均采用抱箍。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述测试平台的两端均设置有把手。

有益效果：

本实用新型实施例提供了一种高速主轴扭矩测试装置，包括测试平台、用于安装负载高速主轴的第一安装座、用于安装待测试高速主轴的第二安装座和联轴器；第一安装座和第二安装座两者均设置在测试平台上，且第一安装座的轴线与第二安装座的轴线重合；联轴器位于第一安装座和第二安装座之间，并用于连接负载高速主轴与待测试高速主轴。

在具体使用时，工作人员将第一安装座和第二安装座设置在测试平台上，并且使第一安装座的轴线与第二安装座的轴线重合，以使设置在第一安装座上的负载高速主轴的轴线与设置在第二安装座上的待测试高速主轴的轴线重合，然后将负载高速主轴安装在第一安装座上，将需要测试的高速主轴安装在第二安装座上，然后通过联轴器将负载高速主轴和待测试高速主轴两者连接在一起，然后进行测试工作，利用待测试高速主轴带动负载高速主轴转动，然后读出负载高速主轴的电压电流，从而计算出测试主轴的扭矩。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的高速主轴扭矩测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的高速主轴扭矩测试装置打开防尘罩时的示意图。

图标：

100－测试平台；

200－第一安装座；

300－第二安装座；

400－负载高速主轴；

500－待测试高速主轴；

600－联轴器；

700－防尘罩；

800－把手。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种高速主轴扭矩测试装置，包括测试平台100、用于安装负载高速主轴400的第一安装座200、用于安装待测试高速主轴500的第二安装座300和联轴器600；第一安装座200和第二安装座300两者均设置在测试平台100上，且第一安装座200的轴线与第二安装座300的轴线重合；联轴器600位于第一安装座200和第二安装座300之间，并用于连接负载高速主轴400与待测试高速主轴500。

在具体使用时，工作人员将第一安装座200和第二安装座300设置在测试平台100上，并且使第一安装座200的轴线与第二安装座300的轴线重合，以使设置在第一安装座200上的负载高速主轴400的轴线与设置在第二安装座300上的待测试高速主轴500的轴线重合，然后将负载高速主轴400安装在第一安装座200上，将需要测试的高速主轴安装在第二安装座300上，然后通过联轴器600将负载高速主轴400和待测试高速主轴500两者连接在一起，然后进行测试工作，利用待测试高速主轴500带动负载高速主轴400转动，然后读出负载高速主轴400的电压电流，从而计算出测试主轴的扭矩。

具体的，在进行测试工作前，将第一安装座200和第二安装座300设置在测试平台100上，且第一安装座200的轴线与第二安装座300的轴线重合，从而在将负载高速主轴400安装到第一安装座200，将待测试高速主轴500安装到第二安装座300上后，负载高速主轴400的轴线能够与待测试高速主轴500的轴线重合，然后通过联轴器600将负载高速主轴400与待测试高速主轴500连接在一起，从而在进行测试时，保证高速转动负载高速主轴400与待测试高速主轴500两者能够超高速转动进行测试。

其中，联轴器600采用经过动态平衡处理的高速联轴器600，以满足负载高速主轴400与待测试高速主轴500的测试需求。

具体的，在对待测试高速主轴500进行扭矩测试时，步骤S101：驱动待测试高速主轴500在小于速度阈值的转速下转动，使待测试高速主轴500带动负载高速主轴400转动。其中，待测试高速主轴500和负载高速主轴400的转速可以达到70000rpm以上。应当理解的是，不同高速电机的特性不同，因此高速电机的转速还可以是80000rpm、100000rpm以上。待测试高速主轴500和负载高速主轴400可以是相同的主轴型号，也可以为不同的主轴型号。其中，速度阈值设置为70000rpm。

步骤S102：标定在小于速度阈值的转速下采集的负载高速主轴400的第一参数组和第二参数组之间的对应关系曲线。

具体的，该步骤包括如下的过程：在小于速度阈值的转速下采集负载高速主轴400的多组第一参数组和对应的多组第二参数组。其中，第一参数组包括：从负载高速主轴400输出的电压和电流。第二参数组包括：转轴的转速和扭矩。第一参数组的参数可通过电功率分析仪采集得到。在小于速度阈值的转速下，转速产生的抖动和应力损耗的影响相对不大，因此，第二参数组的参数可通过传感器采集转速和扭矩。应当理解的是，第一参数组和第二参数组的参数都是在待测试高速主轴500和负载高速主轴400稳态运行时采集得到的。然后将多组第一参数组和对应的多组第二参数组拟合得到对应关系曲线。

具体的，可通过现有的多元线性拟合的方式进行拟合，从而通过有限个在低转速下采集得到的电压、电流、扭矩和转速，得到两个参数组之间的通用的对应关系曲线，从而可推演得到在高转速下的电压、电流、扭矩和转速的对应关系。应当理解的是，本实施例的对应关系曲线满足如下的要求：采用ansys软件分析在高转速状态下不会达到饱和状态，满足多元线性拟合的关系。

步骤S103：驱动待测试高速主轴500在不小于速度阈值的转速下转动，使待测试高速主轴500带动负载高速主轴400转动。

步骤S104：根据对应关系曲线和在不小于速度阈值的转速下采集的从负载高速主轴400输出的实时电压和实时电流，确定实时电压和实时电流对应的转轴的扭矩为待测试高速主轴500的扭矩。

实时电压和实时电流可以通过电功率分析仪采集得到。因此，在高转速下，不采用扭矩传感器，只需通过对应关系曲线，可在知道实时电压和实时电流的情况下，确定对应的扭矩，解决了高转速下通过传感器等传统方式无法测量扭矩的问题。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，高速主轴扭矩测试装置还包括防尘罩700；防尘罩700设置在测试平台100上，且防尘罩700罩设于联轴器600的外部。

具体的，通过设置防尘罩700对联轴器600进行保护，避免联轴器600在高速转动时收到影响，而且，能够避免外界杂质附着在联轴器600上，提高测试的精度。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，防尘罩700包括底座和罩体；底座固定设置在测试平台100上；罩体的一端与底座铰接，另一端与底座卡接。

具体的，底座固定设置在测试平台100上，罩体铰接在底座上，通过这样的设置，使得工作人员能够方便的开合罩体，从而安装联轴器600。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，罩体采用透明罩。

具体的，罩体可以采用透明罩，通过设置透明的罩体便于工作人员在测试过程中实时观察负载高速主轴400、联轴器600和待测试高速主轴500的运行状态，在出现意外情况时，工作人员能够及时处理。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，底座通过螺纹件与测试平台100可拆卸连接。

具体的，防尘罩700的底座通过螺纹件可拆卸的设置在测试平台100上，便于工作人员进行维护。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，第一安装座200和第二安装座300两者均通过螺纹件可拆卸的设置在测试平台100上。

具体的，第一安装座200和第二安装座300两者均可拆卸的设置在测试平台100上，通过这样的设置，便于工作人员进行维护工作。

具体的，第一安装座200和第二安装座300两者可以通过螺纹件可拆卸的设置在测试平台100上。其中，螺纹件可以采用螺栓。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，第一安装座200包括第一座体和第一盖体，第一座体固定设置在测试平台100上，第一盖体可拆卸的设置在第一座体上。

具体的，在安装负载高速主轴400时，工作人员先将第一盖体从第一座体上拆卸下去，然后将负载高速主轴400安装在第一座体上，然后将第一盖体固定在第一座体上，对负载高速主轴400进行固定。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，第二安装座300包括第二座体和第二盖体，第二座体固定设置在测试平台100上，第二盖体可拆卸的设置在第二座体上。

具体的，在安装待测试高速主轴500时，工作人员先将第二盖体从第二座体上拆卸下去，然后将负载高速主轴400安装在第二座体上，然后将第二盖体固定在第二座体上，对待测试高速主轴500进行固定。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，第一安装座200和第二安装座300两者均采用抱箍。

具体的，第一安装座200可以采用抱箍，从而便于工作人员安装负载高速主轴400；另外，第二安装座300也可以采用抱箍，以便工作人员安装待测试高速主轴500。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，测试平台100的两端均设置有把手800。

具体的，测试平台100上设置有把手800，通过把手800的设置，便于工作人员移动调整测试平台100。

其中，本领域技术人员根据实际情况可以自行选择把手800的形式，在此不再进行赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，包括：测试平台(100)、用于安装负载高速主轴(400)的第一安装座(200)、用于安装待测试高速主轴(500)的第二安装座(300)和联轴器(600)；

所述第一安装座(200)和所述第二安装座(300)两者均设置在所述测试平台(100)上，且所述第一安装座(200)的轴线与所述第二安装座(300)的轴线重合；

所述联轴器(600)位于所述第一安装座(200)和所述第二安装座(300)之间，并用于连接负载高速主轴(400)与待测试高速主轴(500)。

2.根据权利要求1所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，还包括防尘罩(700)；

所述防尘罩(700)设置在所述测试平台(100)上，且所述防尘罩(700)罩设于所述联轴器(600)的外部。

3.根据权利要求2所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述防尘罩(700)包括底座和罩体；

所述底座固定设置在所述测试平台(100)上；

所述罩体的一端与所述底座铰接，另一端与所述底座卡接。

4.根据权利要求3所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述罩体采用透明罩。

5.根据权利要求3所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述底座通过螺纹件与所述测试平台(100)可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述第一安装座(200)和所述第二安装座(300)两者均通过螺纹件可拆卸的设置在所述测试平台(100)上。

7.根据权利要求6所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述第一安装座(200)包括第一座体和第一盖体，所述第一座体固定设置在所述测试平台(100)上，所述第一盖体可拆卸的设置在所述第一座体上。

8.根据权利要求6所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述第二安装座(300)包括第二座体和第二盖体，所述第二座体固定设置在所述测试平台(100)上，所述第二盖体可拆卸的设置在所述第二座体上。

9.根据权利要求6所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述第一安装座(200)和所述第二安装座(300)两者均采用抱箍。

10.根据权利要求1－9任一项所述的高速主轴扭矩测试装置，其特征在于，所述测试平台(100)的两端均设置有把手(800)。

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