[发明专利]一种多物理场复合加载的电主轴可靠性试验装置

说明书

本发明属于机械试验设备技术领域，涉及一种多物理场复合加载的电主轴可靠性试验装置，克服现有技术无法模拟加工过程中电主轴产生热弯曲变形、力弯曲变形、切削振动及切削扭矩情况，以及不能模拟电主轴任意空间布置方式问题；包括加载单元、电主轴位置调节装置和性能检测装置；加载单元包括电液伺服加载装置、轴承联轴器混合加载单元、轴承加载旋转单元和测功机调整机构；电主轴位置调节装置包括主支架和电主轴安装台；轴承联轴器混合加载单元和轴承加载旋转单元安装在电主轴安装台和测功机调整机构之间；整个装置可绕加载端在竖直面内旋转，模拟卧式、立式工况；切削力、切削扭矩、弯曲变形及热载荷同时施加到刀柄前端，模拟电主轴实际切削过程。

技术领域

本发明属于机械试验设备技术领域，涉及一种多物理场复合加载的电主轴可靠性试验装置，具体的涉及一种能够模拟切削过程中主轴产生热弯曲变形、力弯曲变形、切削力导致的切削振动以及模拟切削扭矩，实现复合加载的可靠性试验装置。

背景技术

数控机床是实现工业现代化的重要基石,其质量、性能和拥有量已经成为衡量一个国家工业化水平以及综合国力的重要标志。电主轴是数控机床的关键部件之一，由于其内部结构复杂，它在带来高效加工的同时故障频频发生。其可靠性水平直接影响高档机床整机的可靠性。

目前国内外电主轴可靠性试验装置在对电主轴进行可靠性试验的过程中，大都采用主轴与测功机相连后，直接在受试主轴施加轴向力与径向力，未出现能够模拟切削过程电主轴产生热弯曲变形与力弯曲变形的试验装置。在电主轴的放置方式上，大都采用卧式或立式两种状态，不能全方位模拟电主轴在空间的布置方式。这些因素都阻碍了电主轴可靠性试验的发展过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术无法全面模拟加工过程中电主轴产生热弯曲变形、力弯曲变形、切削振动及切削扭矩的情况，以及不能模拟电主轴任意空间布置方式的问题，因此设计了一种能够模拟切削过程中主轴产生热弯曲变形、力弯曲变形、切削力导致的切削振动以及扭矩的复合加载的电主轴可靠性试验装置。

电主轴可靠性试验装置可按照特定的加载规律对主轴进行可靠性试验，最大程度模拟受试主轴的真实工况。针对电主轴铣削加工过程中发生弯曲，研发一套模拟电主轴弯曲工况的装置，并采用可控热源模拟的方式，对主轴刀柄前端进行加热，从而更好地模拟主轴产生热弯曲变形后对动静态应力的影响。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种多物理场复合加载的电主轴可靠性试验装置，包括加载单元、电主轴位置调节装置、性能检测装置和辅助设备装置；

所述加载单元包括电液伺服加载装置2、轴承联轴器混合加载单元6、轴承加载旋转单元9和测功机调整机构10；

所述电主轴位置调节装置包括主支架5和电主轴安装台8；

所述的性能检测装置包括激光位移传感器7；

所述激光位移传感器7、电主轴安装台8和测功机调整机构10固定在主支架5中的旋转台13上；

所述电液伺服加载装置2和主支架5安装在辅助设备装置中的地平铁1上；

所述轴承联轴器混合加载单元6和轴承加载旋转单元9安装在电主轴安装台8和测功机调整机构10之间。

技术方案中所述主支架5还包括驱动轴12、固定支架14和旋转电机15；固定支架14固定在旋转台13上，固定支架14上安装有激光位移传感器7、电主轴安装台8和测功机调整机构10；驱动电机15驱动旋转台13绕驱动轴12转动，从而带动固定在旋转台13上的激光位移传感器7、电主轴安装台8和测功机调整机构10转动，实现整套试验装置绕驱动轴12的旋转，从而模拟主轴切削时不同倾斜状态的受力情况。

技术方案中所述电主轴安装台8包括电主轴16、角度指示盘17、电主轴支架18和主轴抱夹19和锁紧螺栓20；