[发明专利]高速主轴动态性能综合测试的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速主轴动态性能综合测试的实验装置。 

背景技术

目前高速(转速超过10000r/min)主轴动态性能测试的试验装置存在如下缺点： 

1、现有高速主轴动态性能测试平台往往只能测试高速主轴某一项性能，功能过于单一，其集成度有待提高； 

2、数据采集过程复杂，数据处理过于粗糙，且不能在线处理、显示，提高主轴动态性能测试系统的自动化程度是当务之急； 

3、主轴动态性能测试平台结构设计不完善，无法实现主轴多方位安装，并测试在不同安装方式下主轴动态性能，无法完成主轴侧边振动实验，且平台精度不够，引入误差较大。 

4、对于主轴最关键性能参数之一的轴心轨迹的测试，传统方法受高精度的测试基准(精密心棒、标准球等)的限制，并不适用于高精度主轴的测试，而反向法和多步法等误差分离技术(Error Separation Technique，即EST)只能测试主轴一个方向的回转误差，其操作过程也并不适用于高速回转下的主轴。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于高速主轴动态性能综合测试的试验装置，可克服现有的高速主轴性能测试自动化程度不够，集成度太低的缺点，可同时进行多项实验，显著提高了高速主轴动态性能测试的集成程度和使用灵活性。 

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的： 

一种高速主轴动态性能综合测试的实验装置，包括主轴，其特征在于，主轴被安装在一个主轴定位座上，主轴定位座与主轴安装板固连，主轴安装板在平行于主轴轴向的两侧边由限位及固定组件实现不测试侧边振动时主轴安装板的固定和测试侧边振动时主轴安装板的限位；主轴安装板通过密珠支撑结构与铸造基台连接使测试侧边振动时主轴安装板在水平面内自由；主轴安装板上设有振动测件，铸造基台上设有振动支架，其上可安装用以检测主轴侧边振动的位移传感器与振动测件相接触；主轴前端连接一个HSK测试头，相对该HSK测试头的主轴安装板上设置带有传感器端盖的传感器支座，通过安装在其上的分度盘可连接三个测试回转误差的位移传感器，用于以HSK测试头作为测试基准通过误差分离测试主轴圆度误差及轴心轨迹；在垂直于HSK测试头端面的传感器端盖上可连接一个热位移传感器用于测试主轴轴向热位移。 

上述方案中，所述主轴表面沿轴向设有七个不同的环形测温区域，每个环形测温区域可贴装一至四路热电偶触头，七个不同的环形测温区域具体位置为主轴前端轴承、后端轴承的位置各分布两个；主轴主体轴向分布三个。所述主轴被安装在主轴定位座上是通过安装法兰后端面与定位座前端面的配合、主轴外圆柱面与安装座的安装内孔的配合实现的。所述分度盘在一个圆截面内加工三个夹角满足 和 的螺纹孔，用以安装测试轴心轨迹的位移传感器。所述传感器支座侧面的主轴安装板上设置定位块，用以减小和消除偏心误差和偏角误差。所述限位及固定组件包括与铸造基台连接的支块、与主轴安装板连接的侧边定位块，通过一个压板将侧边定位块压紧在定位块上。主轴定位座上设有吊环螺钉，当主轴安装板竖直立起时，通过吊环螺钉及吊索提供拉力，使实验台可模拟高速主轴竖立模式下的工作状态。所述密珠支撑结构，包括与主轴安装板连接的密珠上板、与铸造基台连接密 珠下板、密珠上、下板之间的密珠轴承板。所述HSK测试头的一端为标准的HSK-E63刀柄结构，另一端为测试主轴回转误差和轴向位移的圆柱部分。刀柄部分设计采用了DIN标准，其动平衡按ISO1940-1 G2.5标准。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点： 

1、采用本发明高速主轴动态性能综合测试的实验装置可同时进行多项(检测轴心轨迹位移、检测轴向位移、检测侧边振动、主轴轴承温升、整体温升)实验，显著提高了测试系统的集成度。 

2、采用高速主轴动态性能综合测试的实验装置有效提高了高速主轴性能测试的自动化程度和使用灵活性。 

3、克服了现有主轴性能测试实验台结构精度不高的缺点，本发明试验装置可以模拟高速主轴在水平或竖立模式下的工作状态，且在测试主轴侧边振动时，主轴平台能实现在水平面内自由运动。 

附图说明