[发明专利]一种中凸变椭圆车床夹具实验台及试验方法

说明书

技术领域_

本发明涉及一种柴油机活塞加工用变椭圆车床夹具试验台及试验方法技术领域，尤其涉及车床大直径变椭圆夹具测试系统及试验方法。

背景技术

随着大型船舶工业的快速发展，活塞作为船舶发动机的心脏，通常将大功率高速发动机活塞在常温下设计成中凸变椭圆形状。由于中凸变椭圆活塞的型面复杂，使得其加工成为活塞制造的关键难题，20世纪90年代以来，欧、美、日各国竞相开发和应用新一代活塞加工车床，采用大功率皮带轴带动活塞旋转，加快了活塞车床的高速发展步伐，作为变椭圆车床关键部件之一的夹具体，还存在一系列问题，如夹具皮带轴轴承的温升与振动问题，旋转油缸旋转精度问题，以及活塞拉杆的可靠性问题，为了对设计好的夹具体进行测试，急需建立活塞加工变椭圆车床夹具的试验台以及整个夹具在线检测试验方法。

目前，关于大功率变椭圆车床夹具试验台的专利在国内还未见报道，而关于变椭圆车床夹具方面与信号测试采集系统方面的相关专利如下，例如CN2298083Y提供了一种变椭圆加工装置，属于车削机床附件，采用摆动刀架上的滚轮压在仿椭凸轮上，通过仿型触头工作。CN202622437U公开了一种变椭圆精车夹具，拉紧组件安装在车床主轴上且可拉紧活塞，通过车床尾架压紧活塞，适合车削大马力中速柴油机活塞。关于采集方面的专利有CN102012948A公布了一种基于USB的数据实时采集和储存系统及方法，具有使用体积小，便于携带等优点。CN1584511A公布了一种大型旋转机械设备智能采集监测装置，基于DSP处理器，八通道高速数据采集的硬件设备。CN102128697A公布了一种用于高速电主轴的测试装置，滤波放大电路与数据采集板卡连接，数据采集板卡与工控机连接，该装置解决高速电主轴测试难的问题。CN201653537U公开了一种振动采集分析仪，接收振动传感器传来的被测旋转机械的振动信号，根据与该通道连接的振动传感器类型和采样需求选通一路振动调理信号输出。

上面的几个专利可看出，目前大功率变椭圆车床大部分是国外进口，国内目前可以生产小功率的变椭圆车床夹具，夹具的装夹方式也不尽相同，通常以尾座作为支撑，结构较为复杂。测试采集系统以PCI或USB采集卡为主，采集通道不多，同步平行采集较少，大多采用轮询采集，针对振动采集方面通常采用前置器，可以直接于振动传感器连接的测试采集系统较少，导致布线过多，系统庞大等缺点。目前尚未发现关于大直径变椭圆活塞夹具测试平台的相关报道，关于变椭圆车床关键部件之一的夹具检测试验方法就更加缺乏。

本专利变椭圆活塞夹具实验台及试验方法采用24bits A/D高精度多通道采集仪，一体化温度与ICP振动传感器可直接连接于采集仪，略去了前置放大电路，有利于测试数据的精确性与便捷性。整个实验台由铸铁构成，且采用抱轴式装夹，能够承受较大的重量以及旋转惯性，保证了夹具的可靠性和变椭圆活塞加工时的稳定性，减少了由于皮带轴的高速旋转带来的振动。目前，国家对于大功率变椭圆夹具尚无试验方法，对于夹具的性能检测领域属于空白，只能在工业现场进行实际运转，通过运转数据对夹具进行分析，严重地影响了夹具的设计、改进，特别是大型船用变椭圆的夹具的安装调试费用都很大，夹具的可靠性和稳定性直接影响着加工机床的安全使用，本专利试验方法便于及早发现问题，改进设计，减少调试安装费用，保证了夹具出厂的合格率，保障了机床的安全使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合变椭圆车床夹具实验台及试验方法。为达到上述目的，本发明专利通过以下技术方案予以实现：

所述的变椭圆车床夹具实验台，主要由测控计算机、USB数据采集仪、采集软件、试验台架、夹具、大功率电机、温度传感器、振动传感器、液压站构成。大功率活塞夹具主要由液压油缸、皮带主轴、拉杆连接盘、夹具体、滑块、拉环、销孔拉杆构成；由于大功率船用柴油机活塞加工用变椭圆车床所涉及的产品缸径较大，重量较重，仅单个夹具体质量为680千克，加上活塞毛坯质量，需要实验台架稳定支撑质量在800千克左右的活塞做高速旋转，必须保证试验台架的自动定心、安装牢固可靠，同时要求有一定的位置调整余地，以便于温度与振动传感器的安装。

所述变椭圆活塞夹具实验台架采用抱轴式装夹，通过主轴固定座将变椭圆夹具固定于实验台架上，并且整个实验台架由铸铁构成，实验台下部采用筋板翼式设计，实验台每面有2条板翼，共8条板翼，减少了由于夹具皮带轴的高速旋转带来的振动，保证了夹具检测中的可靠性和稳定性。