一种综合性电主轴可靠性加载试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，为克服现有技术存在不能够在不同条件下对电主轴多种可靠性指标进行试验测试的问题，该试验装置包括电主轴移动定位系统、低频低速电主轴可靠性加载试验系统、高频高速电主轴可靠性加载试验系统、电主轴拉刀机构可靠性试验系统与地平铁；电主轴移动定位系统通过其中的1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠安装在地平铁上，低频低速电主轴可靠性加载试验系统安装在1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠之间的地平铁上，高频高速电主轴可靠性加载试验系统安装在低频低速电主轴可靠性加载试验系统左侧的地平铁上，电主轴拉刀机构可靠性试验系统安装在高频高速电主轴可靠性加载试验系统左侧的地平铁上。

【技术实现步骤摘要】
一种综合性电主轴可靠性加载试验装置
本专利技术涉及一种属于机械设备可靠性测试
的试验装置，更具体地说，本专利技术涉及一种综合性电主轴可靠性加载试验装置。
技术介绍
近年来机械制造业发展尤为迅速，作为工业母机的数控机床的发展显得更加刻不容缓。作为数控机床的关键零部件的电主轴，其可靠性将直接影响数控机床的精度、稳定性等，纵观国内外电主轴可靠性技术的发展，我国与日本、美国等可靠性技术领先的国家仍存在一定差距，故而推进电主轴的可靠性技术研究对我国机械制造行业的发展具有十分重大的意义。目前国内对于电主轴可靠性测试已有很多试验装置和试验方法，值得令人注意的是，针对同一电主轴的同一可靠性指标进行可靠性试验时，在不同条件下对电主轴的可靠性测试结果可能会呈现差异，例如在低频、低速的模拟工况下对于电主轴的加载准确度位于误差范围内，然而在高频、高速的模拟工况下对于电主轴的加载准确度可能会超出允许的误差范围。再者，往往就单个电主轴的单一性能指标对其做可靠性试验往往不能体现电主轴的综合性能，比如某一电主轴在高频、高速的模拟工况下的加载准确度位于允许误差范围内，然而在进行电主轴拉刀机构可靠性试验时，电主轴的拉刀力、回转精度等可靠性性能指标超出正常阈值，这样的电主轴仍然是不符合工程实际应用要求的，就目前国内对于电主轴可靠性加载试验装置而言，它们大多是在一定条件下就电主轴的单个性能指标进行可靠性试验，却很少有能够满足在不同条件下对主轴进行多种性能指标的综合性可靠性试验装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的不能够在不同条件下对电主轴多种可靠性指标进行试验测试的问题，提供了一种全自动、多工况、多指标的综合性电主轴可靠性加载试验装置。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置包括电主轴移动定位系统、低频低速电主轴可靠性加载试验系统、高频高速电主轴可靠性加载试验系统、电主轴拉刀机构可靠性试验系统与地平铁；地平铁为一长方体形的板式铸造件，地平铁的顶端设置有相互平行的结构相同的T型槽，地平铁的底端设置有减重槽，位于地平铁顶端的中间处设置有两个长方体形的凹槽；所述的电主轴移动定位系统通过其中的1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠安装在地平铁上，低频低速电主轴可靠性加载试验系统安装在1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠之间的地平铁上，高频高速电主轴可靠性加载试验系统安装在低频低速电主轴可靠性加载试验系统左侧的地平铁上，电主轴拉刀机构可靠性试验系统安装在高频高速电主轴可靠性加载试验系统左侧的地平铁上；电主轴移动定位系统中的电主轴、低频低速电主轴可靠性加载试验系统中的低频低速加载单元、高频高速电主轴可靠性加载试验系统中的高频高速加载单元与电主轴拉刀机构可靠性试验系统中的8个结构相同的拉刀机构模拟刀柄的回转轴线垂直于地平铁。技术方案中所述的电主轴移动定位系统还包括电主轴模拟刀柄配合装置与移动龙门；1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠采用T形螺栓对称地安装在地平铁的前后两侧，1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠的纵向对称面和地平铁的纵向对称面平行；移动龙门采用螺栓并通过其中的前侧支柱、后侧支柱底端的各3块连接板安装在1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠上，移动龙门的前侧支柱与后侧支柱中的主支柱底端的连接板底端的前侧丝杠螺母座与后侧丝杠螺母座和1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠上的丝杠螺母配装并采用螺钉连接固定；电主轴模拟刀柄配合装置通过其中的4号精密滚珠丝杠并采用螺栓固定安装在移动龙门的中间横梁上。技术方案中所述的电主轴模拟刀柄配合装置还包括3号精密滚珠丝杠、打刀缸、竖直导轨安装板、主轴水套、主轴报夹与接合板；其中：3号精密滚珠丝杠与4号精密滚珠丝杠结构相同；所述的4号精密滚珠丝杠采用螺栓水平地固定安装在移动龙门的中间横梁的中间处，3号精密滚珠丝杠采用螺栓固定在竖直导轨安装板上，3号精密滚珠丝杠中的3号导轨滑块与接合板采用螺钉固定连接，安装有3号精密滚珠丝杠的接合板采用螺栓安装在4号精密滚珠丝杠中的4号导轨滑块上；电主轴装入主轴水套中并采用螺栓固定连接，装有电主轴的主轴水套装入主轴报夹中并采用螺栓固定连接，电主轴的顶端安装有主轴打刀缸，主轴报夹采用螺栓固定连接在竖直导轨安装板左侧壁的下端。技术方案中所述的移动龙门为采用铸造方式制成的大型门式结构件，移动龙门包括前侧支柱、后侧支柱与中间横梁，前侧支柱、后侧支柱的顶端和中间横梁两端垂直连接成一体呈门式结构件，前侧支柱与后侧支柱结构相同，前侧支柱与后侧支柱皆由主支柱、左辅助支柱与右辅助支柱组成，其中左辅助支柱与右辅助支柱结构相同，左辅助支柱与右辅助支柱对称地布置在主支柱的左右两侧，左辅助支柱与右辅助支柱的顶端和主支柱下端的左、右侧壁连成一体；前侧支柱、后侧支柱的底端分别固定有1组3块连接板，其中左辅助支柱与右辅助支柱底端上的连接板结构相同，每组3块连接板皆为矩形板类结构件，每个连接板上都均匀地设置有4组共16个螺栓孔，每个连接板上的1组螺栓孔和1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠中的1号导轨滑块与2号导轨滑块上的螺纹孔对正同心，前侧支柱与后侧支柱中的主支柱的连接板的底端中心处固定有和1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠上的1号丝杠螺母与2号丝杠螺母配装的前侧丝杠螺母座与后侧丝杠螺母座，移动龙门采用螺钉并通过前侧支柱、后侧支柱的底端的各3块连接板和1号精密滚珠丝杠与2号精密滚珠丝杠上的12个结构相同的1号导轨滑块与12个结构相同的2号导轨滑块固定连接。技术方案中所述的低频低速电主轴可靠性加载试验系统还包括低频低速径向力加载装置、低频低速扭矩加载装置与低频低速轴向力加载装置；所述的低频低速径向力加载装置通过其中的支板固定在地平铁上；低频低速加载单元竖直地安装在低频低速径向力加载装置的前侧，低频低速轴向力加载装置安装在低频低速加载单元的前侧，低频低速扭矩加载装置通过其中的测功机底座安装在低频低速加载单元右侧的地平铁上；低频低速径向力加载装置上的低频低速径向力加载球窝与安装在低频低速加载单元上的低频低速径向力加载球头对正同心，低频低速扭矩加载装置中的测功机安装在测功机底座上，测功机的传动轴与低频低速加载单元上的1号圆锥齿轮采用键连接；低频低速轴向力加载装置通过其中的加载分叉并采用2个结构相同的杠杆拉钉对称地固定在低频低速加载单元的轴承套上。技术方案中所述的低频低速径向力加载装置包括径向电液伺服加载器、中间力板、2个结构相同的支架、支板、低频低速径向力加载球窝与低频低速径向力加载球头；2个结构相同的支架对称地安装在支板的左右两端，2个结构相同的支架的底端和支板的左右两端之间采用螺栓连接，中间力板安装在2个结构相同的支架的顶端，径向电液伺服加载器安装在中间力板上面，径向电液伺服加载器、中间力板与2个结构相同的支架的顶端依次接触连接，三者之间采用螺栓固定连接；低频低速径向力加载球窝安装在径向电液伺服加载器最右端的力传感器上，低频低速径向力加载球头安装在低频低速加载单元上。技术方案中所述的低频低速轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置包括电主轴移动定位系统(1)、低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)、高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)、电主轴拉刀机构可靠性试验系统(4)与地平铁(5)；/n地平铁(5)为一长方体形的板式铸造件，地平铁(5)的顶端设置有相互平行的结构相同的T型槽，地平铁(5)的底端设置有减重槽，位于地平铁(5)顶端的中间处设置有两个长方体形的凹槽；/n所述的电主轴移动定位系统(1)通过其中的1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)安装在地平铁(5)上，低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)安装在1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)之间的地平铁(5)上，高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)安装在低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)左侧的地平铁(5)上，电主轴拉刀机构可靠性试验系统(4)安装在高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)左侧的地平铁(5)上；电主轴移动定位系统(1)中的电主轴(102-05)、低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)中的低频低速加载单元(202)、高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)中的高频高速加载单元(302)与电主轴拉刀机构可靠性试验系统(4)中的8个结构相同的拉刀机构模拟刀柄(402)的回转轴线垂直于地平铁(5)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置包括电主轴移动定位系统(1)、低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)、高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)、电主轴拉刀机构可靠性试验系统(4)与地平铁(5)；
地平铁(5)为一长方体形的板式铸造件，地平铁(5)的顶端设置有相互平行的结构相同的T型槽，地平铁(5)的底端设置有减重槽，位于地平铁(5)顶端的中间处设置有两个长方体形的凹槽；
所述的电主轴移动定位系统(1)通过其中的1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)安装在地平铁(5)上，低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)安装在1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)之间的地平铁(5)上，高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)安装在低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)左侧的地平铁(5)上，电主轴拉刀机构可靠性试验系统(4)安装在高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)左侧的地平铁(5)上；电主轴移动定位系统(1)中的电主轴(102-05)、低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)中的低频低速加载单元(202)、高频高速电主轴可靠性加载试验系统(3)中的高频高速加载单元(302)与电主轴拉刀机构可靠性试验系统(4)中的8个结构相同的拉刀机构模拟刀柄(402)的回转轴线垂直于地平铁(5)。


2.按照权利要求1所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的电主轴移动定位系统(1)还包括电主轴模拟刀柄配合装置(102)与移动龙门(103)；
1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)采用T形螺栓对称地安装在地平铁(5)的前后两侧，1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)的纵向对称面和地平铁(5)的纵向对称面平行；移动龙门(103)采用螺栓并通过其中的前侧支柱、后侧支柱底端的各3块连接板安装在1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)上，移动龙门(103)的前侧支柱与后侧支柱中的主支柱底端的连接板底端的前侧丝杠螺母座与后侧丝杠螺母座和1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)上的丝杠螺母配装并采用螺钉连接固定；电主轴模拟刀柄配合装置(102)通过其中的4号精密滚珠丝杠(102-B)并采用螺栓固定安装在移动龙门(103)的中间横梁上。


3.按照权利要求2所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的电主轴模拟刀柄配合装置(102)还包括3号精密滚珠丝杠(102-A)、打刀缸(102-01)、竖直导轨安装板(102-02)、主轴水套(102-03)、主轴报夹(102-04)与接合板(102-06)；其中：3号精密滚珠丝杠(102-A)与4号精密滚珠丝杠(102-B)结构相同；
所述的4号精密滚珠丝杠(102-B)采用螺栓水平地固定安装在移动龙门(103)的中间横梁的中间处，3号精密滚珠丝杠(102-A)采用螺栓固定在竖直导轨安装板(102-02)上，3号精密滚珠丝杠(102-A)中的3号导轨滑块与接合板(102-06)采用螺钉固定连接，安装有3号精密滚珠丝杠(102-A)的接合板(102-06)采用螺栓安装在4号精密滚珠丝杠(102-B)中的4号导轨滑块上；
电主轴(102-05)装入主轴水套(102-03)中并采用螺栓固定连接，装有电主轴(102-05)的主轴水套(102-03)装入主轴报夹(102-04)中并采用螺栓固定连接，电主轴(102-05)的顶端安装有主轴打刀缸(102-01)，主轴报夹(102-04)采用螺栓固定连接在竖直导轨安装板(102-02)左侧壁的下端。


4.按照权利要求2所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的移动龙门(103)为采用铸造方式制成的大型门式结构件，移动龙门(103)包括前侧支柱、后侧支柱与中间横梁，前侧支柱、后侧支柱的顶端和中间横梁两端垂直连接成一体呈门式结构件，前侧支柱与后侧支柱结构相同，前侧支柱与后侧支柱皆由主支柱、左辅助支柱与右辅助支柱组成，其中左辅助支柱与右辅助支柱结构相同，左辅助支柱与右辅助支柱对称地布置在主支柱的左右两侧，左辅助支柱与右辅助支柱的顶端和主支柱下端的左、右侧壁连成一体；
前侧支柱、后侧支柱的底端分别固定有1组3块连接板，其中左辅助支柱与右辅助支柱底端上的连接板结构相同，每组3块连接板皆为矩形板类结构件，每个连接板上都均匀地设置有4组共16个螺栓孔，每个连接板上的1组螺栓孔和1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)中的1号导轨滑块与2号导轨滑块上的螺纹孔对正同心，前侧支柱与后侧支柱中的主支柱的连接板的底端中心处固定有和1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)上的1号丝杠螺母与2号丝杠螺母配装的前侧丝杠螺母座与后侧丝杠螺母座，移动龙门(103)采用螺钉并通过前侧支柱、后侧支柱的底端的各3块连接板和1号精密滚珠丝杠(101-A)与2号精密滚珠丝杠(101-B)上的12个结构相同的1号导轨滑块与12个结构相同的2号导轨滑块固定连接。


5.按照权利要求1所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的低频低速电主轴可靠性加载试验系统(2)还包括低频低速径向力加载装置(201)、低频低速扭矩加载装置(203)与低频低速轴向力加载装置(204)；
所述的低频低速径向力加载装置(201)通过其中的支板(201-04)固定在地平铁(5)上；低频低速加载单元(202)竖直地安装在低频低速径向力加载装置(201)的前侧，低频低速轴向力加载装置(204)安装在低频低速加载单元(202)的前侧，低频低速扭矩加载装置(203)通过其中的测功机底座(203-02)安装在低频低速加载单元(202)右侧的地平铁(5)上；
低频低速径向力加载装置(201)上的低频低速径向力加载球窝(201-05)与安装在低频低速加载单元(202)上的低频低速径向力加载球头(201-06)对正同心，低频低速扭矩加载装置(203)中的测功机(203-01)安装在测功机底座(203-02)上，测功机(203-01)的传动轴与低频低速加载单元(202)上的1号圆锥齿轮(202-14)采用键连接；低频低速轴向力加载装置(204)通过其中的加载分叉(204-07)并采用2个结构相同的杠杆拉钉(204-06)对称地固定在低频低速加载单元(202)的轴承套(202-02)上。


6.按照权利要求5所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的低频低速径向力加载装置(201)包括径向电液伺服加载器(201-01)、中间力板(201-02)、2个结构相同的支架(201-03)、支板(201-04)、低频低速径向力加载球窝(201-05)与低频低速径向力加载球头(201-06)；
2个结构相同的支架(201-03)对称地安装在支板(201-04)的左右两端，2个结构相同的支架(201-03)的底端和支板(201-04)的左右两端之间采用螺栓连接，中间力板(201-02)安装在2个结构相同的支架(201-03)的顶端，径向电液伺服加载器(201-01)安装在中间力板(201-02)上面，径向电液伺服加载器(201-01)、中间力板(201-02)与2个结构相同的支架(201-03)的顶端依次接触连接，三者之间采用螺栓固定连接；低频低速径向力加载球窝(201-05)安装在径向电液伺服加载器(201-01)最右端的力传感器上，低频低速径向力加载球头(201-06)安装在低频低速加载单元(202)上。


7.按照权利要求5所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的低频低速轴向力加载装置(204)包括轴向电液伺服加载器(204-01)、低频低速轴向力加载球头(204-02)、低频低速轴向力加载球窝(204-03)、杠杠支撑座(204-04)、杠杆(204-05)、杠杆拉钉(204-06)与加载分叉(204-07)；
轴向电液伺服加载器(204-01)竖直地安装在地平铁(5)中间处设置的长方体形的槽内，并采用螺栓固定连接在地平铁(5)上，杠杆支撑座(204-04)安装在轴向电液伺服加载器(204-01)左侧的地平铁(5)上并采用螺栓固定连接，杠杆(204-05)通过其中间处的通孔安装在杠杆支撑座(204-04)的支撑轴(204-04-05)上为转动连接，低频低速轴向力加载球头(204-02)采用螺纹连接固定在杠杆(204-05)的最右端，并与固定在轴向电液伺服加载器(204-01)顶端的低频低速轴向力加载球窝(204-03)的球面凹槽同心，加载分叉(204-07)安装在杠杆(204-05)的最左端，2个结构相同的杠杆拉钉(204-06)对称地安装在加载分叉(204-07)上，两者之间为转动连接。


8.按照权利要求1或5所述的一种综合性电主轴可靠性加载试验装置，其特征在于，所述的低频低速加载单元(202)包括轴承上端盖(202-01)、轴承套(202-02)、轴承下端盖(202-03)、1号轴承(202-04)、1号垫片(202-05)、1号锁紧螺母(202-06)、1号套筒(202-07)、低频低速模拟刀柄(202-08)、2号轴承(202-09)、轴承挡圈(202-10)、2号垫片(202-11)、2号锁紧螺母(202-12)、轴套(202-13)、1号圆锥齿轮(202-14)、2号圆锥齿轮(202-15)与3号轴承(202-16)；
轴承上端盖(202-01)、轴承套(202-02)、轴承下端盖(202-03)从上至下套装在低频低速模拟刀柄(202-08)上，2个结构相同的2号轴承(202-09)、轴承挡圈(202-10)、2号垫片(202-11)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗巍，黄昊，杨威，池海东，杨兆军，陈传海，田海龙，何佳龙，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22