[发明专利]高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，包括基座(1)和高速主轴(2)，其特征在于：包括加载系统和控制系统；

加载系统包括与高速主轴(2)同轴固定连接的绝缘测试棒(3)，所述绝缘测试棒(3)外圆周固定设置导磁圆环(4)，端部固定设置导磁块，在绝缘测试棒(3)的径向外侧与导磁块对应设置电磁铁I(5)，在绝缘测试棒(3)端面外侧与导磁块对应设置电磁铁II(6)，电磁铁I(5)设置力传感器I(7)，电磁铁II(6)设置力传感器II(8)，用于采集电磁铁I(5)和电磁铁II(6)的受力状态信号；与导磁圆环(4)和导磁块对应设置位移传感器II(10)和位移传感器I(9)，分别用于采集绝缘测试棒(3)的轴向位移和径向位移信号；

控制系统包括工控机(11)、A/D转换器(12)和D/A转换器(13)，所述A/D转换器(12)信号输出端与工控机(11)信号输入端相连，D/A转换器(13)信号输入端与工控机(11)控制信号输出端相连；D/A转换器(13)信号输出端分别连接高速主轴(2)的驱动系统以及电磁铁I(5)和电磁铁II(6)的电源(28)；A/D转换器(12)的信号输入端分别连接力传感器I(7)、力传感器II(8)、位移传感器I(9)和位移传感器II(10)。

2.根据权利要求1所述的高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，其特征在于：所述导磁块分为固定设置在绝缘测试棒(3)端面的导磁圆盘(14)和固定套在绝缘测试棒(3)外圆周的导磁环I(15)，位移传感器I(9)设置在导磁环I(15)的径向外侧，位移传感器II(10)设置在导磁圆环(4)轴向侧面；

所述电磁铁I(5)与位移传感器I(9)设置于导磁环I(15)径向相对的两侧，电磁铁II(6)与导磁圆盘(14)对应设置。

3.根据权利要求2所述的高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，其特征在于：绝缘测试棒(3)外圆周与导磁环I(15)和导磁圆环(4)并列固定设置导磁环II(16)，所述导磁环II(16)径向外侧设置位移传感器III(17)和位移传感器IV(18)，导磁环I(15)径向外侧还设置位移传感器V(19)，所述位移传感器III(17)和位移传感器IV(18)之间以及位移传感器I(9)和位移传感器V(19)之间在圆周方向上的距离为1/4圆弧；所述位移传感器III(17)、位移传感器IV(18)和位移传感器V(19)分别与A/D转换器(12)的信号输入端连接。

4.根据权利要求3所述的高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，其特征在于：所述导磁圆盘(14)为槽状，扣合在绝缘测试棒(3)端面；所述槽状导磁圆盘(14)径向外侧设置位移传感器VI(20)和位移传感VII(22)，所述位移传感器VI(20)和位移传感器VII(22)之间在圆周方向上的距离为1/4圆弧；所述位移传感器VI(20)和位移传感器VII(22)分别与A/D转换器(12)的信号输入端连接。

5.根据权利要求4所述的高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，其特征在于：还包括支架(23)，所述电磁铁I(5)、电磁铁II(6)、力传感器I(7)、力传感器II(8)、位移传感器I(9)、位移传感器II(10)、位移传感器III(17)、位移传感器IV(18)、位移传感器V(19)、位移传感器VI(20)和位移传感器VII(22)设置在支架(23)上。

6.根据权利要求5所述的高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，其特征在于：还包括导轨(24)，所述支架(23)以可轴向移动的方式设置在导轨(24)上，支架(23)上设置可相对支架(23)轴向移动的横臂梁(29)。

7.根据权利要求6所述的高速主轴非接触式磁力耦合动态测试装置，其特征在于：所述位移传感器I(9)和位移传感器VI(20)的功能可通过设置其中一个位移传感器根据测试项目沿导轨移动支架(23)和沿支架(23)移动横臂梁(29)完成；位移传感器II(10)和位移传感器III(17)的功能可通过设置其中一个位移传感器根据测试项目移动导轨以及拆装位移传感器完成；位移传感器V(19)和位移传感器VII(22)的功能可通过设置其中一个位移传感器根据测试项目移动导轨完成。