[实用新型]基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置

说明书

本实用新型公开了基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置，克服只对低转速、切削力较大的电主轴试验，不能模拟出高转速状态下的载荷情况的问题，该装置包括扭矩加载部分、动态切削力加载部分与辅助设备部分；扭矩加载部分包括立式测功机与膜片联轴器；立式测功机安装在辅助设备部分的地平铁上，立式测功机的输出端与膜片联轴器连接，膜片联轴器另一端与加载单元部分的输入轴连接；加载单元部分安装在立式测功机上；1至2套高速电主轴定位安装部分安装在加载单元部分的一侧或两侧，加载单元部分的两端和1至2套高速电主轴定位安装部分连接；动态切削力加载部分安装在加载单元部分前方的地平铁上；辅助设备部分和其它部分采用数据线连接。

技术领域

本实用新型涉及一种高速电主轴的可靠性试验装置，更确切的说，本实用新型涉及一种基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置。

背景技术

高速电主轴是数控机床的核心功能部件，高速电主轴在促进高速切削技术发展、简化数控机床结构、降低机床成本等方面都发挥着巨大的作用；我国机床工具行业“十二五”发展规划中提出高速电主轴对我国装备制造行业具有强大的推动作用，作为关键的功能部件应加以重点发展和研究。高速电主轴一般应用于数控雕刻机、精密磨床以及高速加工中心等数控装备中，其转速大多可达18000-54000r/min，其中在个别高端装备中，高速电主轴的转速甚至高达 100000r/min以上；对高速电主轴进行可靠性试验，并有针对性地改善其薄弱环节，能够极大的提高装备的可靠性水平。

高速电主轴可靠性试验装置主要是按照特定的加载规律对高速电主轴进行可靠性试验，利用合适的方法模拟出高速电主轴在实际工作环境下所受到的载荷。目前，国内科研机构对高速电主轴的加载试验主要有测功机扭矩加载、双主轴对拖扭矩加载、对高速电主轴做轴向和径向的静态加载、电液伺服加载等方法；上述方法能够针对转速较低且受到切削力较大的高速电主轴进行可靠性试验，但是由于这些方法的动态加载频率较低，并不能真实地模拟出高速电主轴在高转速状态下的载荷情况；同时，从经济角度出发，合理的制定试验方案，节约试验资源，对于高速电主轴可靠性试验装置的普及也起到关键作用。综上所述，设计一种既能够有效地模拟出高速电主轴在实际工作中的载荷情况，又能节约试验资源的可靠性试验装置是极其重要的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的只能够针对转速较低且受到切削力较大的电主轴进行可靠性试验，由于这些方法的动态加载频率较低，并不能真实地模拟出高速电主轴在高转速状态下的载荷情况的问题，提供了一种基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：所述的基于超声波振子加载的高速电主轴可靠性试验装置包括1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分、加载单元部分、扭矩加载部分、动态切削力加载部分与辅助设备部分；

所述的扭矩加载部分包括立式测功机与膜片联轴器；

所述的辅助设备部分中的地平铁安装在地基上，立式测功机的底端采用螺栓安装在地平铁上，立式测功机的输出端与膜片联轴器的一端连接，膜片联轴器的另一端与加载单元部分中的输入轴连接；加载单元部分通过2个结构相同的加载单元支撑并采用螺栓安装在立式测功机上端的法兰上；1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分安装在加载单元部分的一侧或两侧，加载单元部分的模拟刀柄的两端和左右两侧的1至2套结构相同的安装在高速电主轴定位安装部分中被测的高速电主轴机械连接；动态切削力加载部分通过4个结构相同的立柱安装在加载单元部分前方的地平铁上；辅助设备部分和1至2套结构相同的高速电主轴定位安装部分、扭矩加载部分、动态切削力加载部分之间采用数据线连接。

技术方案中所述的高速电主轴定位安装部分包括高速电主轴安装台与高速电主轴位置调节机构；所述的高速电主轴位置调节机构包括4个结构相同的第一滑块、2根结构相同的第一导轨、滚珠丝杠、2个结构相同的轴承支座、第一伺服电机、升降板、第二伺服电机、2个结构相同的滚珠丝杠升降器及第一转轴；