[发明专利]一种主轴回转状态下的动态特性测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种主轴回转状态下的动态特性测试装置及方法，该装置包括主轴、机架和固定套等；其中，主轴安装在机架上，主轴固定套的一端安装在机架上，另一端与连接支架的一端连接，端盖安装在连接支架的另一端；刀柄组件包括刀柄以及由内至外依次套装在刀柄上的轴承和轴承盒，刀柄组件套装在连接支架和主轴固定套内，刀柄的一端与主轴的转子连接，另一端的刀尖伸出至端盖外；作动器组件包括压电作动器，连接支架的侧面垂直于主轴轴向方向依次开设有三个安装孔，作动器组件的压电作动器以及加速度传感器和位移传感器分别安装在三个安装孔。该方法采用压电作动器施加激励、刀柄组件实现加载，可以准确方便地测试主轴在回转过程中的动态特性。

主权项

1.一种主轴回转状态下的动态特性测试装置，其特征在于，包括主轴(1)、机架(2)、固定套(3)、连接支架(4)、端盖(5)、刀柄组件(6)、作动器组件(7)、加速度传感器(8)和位移传感器(9)；其中，/n主轴(1)安装在机架(2)上，主轴固定套(3)的一端安装在机架(2)上，另一端与连接支架(4)的一端连接，端盖(5)安装在连接支架(4)的另一端；刀柄组件(6)包括刀柄(601)以及由内至外依次套装在刀柄(601)上的轴承(602)和轴承盒(603)，刀柄组件(6)套装在连接支架(4)和主轴固定套(3)内，刀柄(601)的一端与主轴(1)的转子连接，另一端的刀尖伸出至端盖(5)外；/n作动器组件(7)包括压电作动器(701)，连接支架(4)的侧面垂直于主轴(1)轴向方向依次开设有三个安装孔，作动器组件(7)的压电作动器(701)以及加速度传感器(8)和位移传感器(9)分别安装在三个安装孔；作动器组件(7)还包括压电力传感器(702)、预紧螺钉(704)以及呈U型状的作动器支架(703)，其中，压电作动器(701)和压电力传感器(702)依次设置在作动器支架(703)的中心处，预紧螺钉(704)与作动器支架(703)螺纹连接，其一端穿过作动器支架(703)并与压电力传感器(702)的一端接触，压电力传感器(702)的另一端与压电作动器(701)的尾端采用螺钉连接，压电作动器(701)首端伸入至连接支架(4)侧面的安装孔内，并与轴承盒(603)接触；/n工作时，压电作动器(701)产生正弦扫频振动时，其前端对轴承盒(603)产生的作用力与后端对压电力传感器(702)产生的作用力相等，此时利用数据采集器和计算机对压电力传感器(702)测量到的激励力信号进行记录；利用位移传感器和加速度传感器测量刀柄由于压电作动器激励而产生的振动信号，并利用数据采集器和计算机对信号进行记录；在计算机中采用vold-kalman滤波进行阶次跟踪提取，滤除刀柄(601)回转产生的振动信号，得到由压电作动器(701)激励产生的力信号和响应信号，对力信号和响应信号进行计算，得到主轴在回转状态下的频响函数。/n