[发明专利]一种静压支承试验台

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，更具体地，涉及一种静压支承试验台。

背景技术

超精密加工的零件无论是在国防科技领域还是民用技术方面都得到了广泛的应用。随着科技的进步，零件精度要求越来越高、尺寸要求越来越大，传统机床上的支承部件如滚珠丝杠、滚珠导轨、动压滑动轴承等已经不能满足超精密加工和测量的精度和稳定性要求。静压支承部件以其精度高，摩擦力小，运行稳定，寿命长等优点得到了越来越广泛的应用。近年来，国外对于静压轴承的研究正在向大型、重载和全自动控制方向发展。

由于静压轴承具有良好的油膜均化作用，因此它成为现代精密加工设备的主要支承。为了摸清均匀机理，了解有关零件精度对支承运动的影响程度，从而进一步提高运动精度，国内学者对这方面进行了深入研究。以前人们对静压轴承的研究主要是节流形式，得出了固定节流、可变节流及定量供油等形式，以获得良好的静压轴承刚度。由于各种节流形式在高频下具有几乎相同的动态刚度，近年来的重点己转为油腔结构，用尽可能简单而便于加工的节流器与合理的油腔结构相匹配，达到良好的动静特性。

由于对机床主轴转速和精度的要求日趋提高，例如切削钛合金材料时，线速度己达70m/s，其目标值为600m/s，主轴的转速要达10万r/min以上，因此对高速静压轴承提出许多新课题，除了采用冷却恒温供压外，对于轴承的油腔结构、材料、润滑剂介质、紊流、祸流等都有很多值得探讨的问题，使之达到既有良好的动态刚度及稳定性，又有在高速下低摩擦阻力的特性。对高精度轴系在油膜均化、驱动方式及零件本身精度方面也有许多值得研究的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种静压支承试验台，包括主轴1、电主轴系统2、轴承箱体3、前液体静压轴承4、后液体静压轴承9，布置于前液体静压轴承4、后液体静压轴承9以及轴承箱体3上的传感器包括相对位移传感器5、绝对位移传感器7、油膜压力传感器8，和主轴1相连的承载连接轴13，布置于轴承箱体3左侧的竖直加载装置14，连接承载连接轴13和扭矩传感器17的左联轴器16，连接扭矩传感器17和直流电机19的右联轴器18，最右端的直流电机19以及试验台支撑架20，所述试验台电主轴系统2置于轴承箱体3的左侧，主轴1的前后两端分别通过前液体静压轴承4和后液体静压轴承9支撑于轴承箱体3上，后液体静压轴承9右端设置有液压轴向止推盘10，承载连接轴13与主轴1固连，外加载荷施加在承载连接轴13上，在承载连接轴13的右端安装有扭矩传感器17和直流电机19。

优选地，所述承载连接轴13与主轴1采用分离结构，通过螺钉连接，传递载荷。

优选地，所述主轴1右端开有动平衡仪安装孔12，用于安装动平衡仪。安装动平衡仪后，试验台具有动平衡自动调节功能。

优选地，所述轴承箱体3和竖直加载装置14设置有双轴试验结构，从而能够在同一个实验台上能够实现两种不同轴承的性能实验。

优选地，在前液体静压轴承4、后液体静压轴承9以及轴承箱体3上安装有相对位移传感器5、绝对位移传感器7、油膜压力传感器8以及温度传感器，从而能够实时监测轴承在不同条件下的工作性能。

优选地，每个油腔内部布置有两个油膜压力传感器8，每个油腔两侧轴向封油边上分布有两个油膜压力传感器8，每个油腔的径向封油边上安装有一个温度传感器，前液体静压轴承4右端以及后液体静压轴承9的左端沿轴的外围方向均匀分布3个位移传感器。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，由于在整体的实验装置上安装有多种不同类型的传感器，能够实时测量出油膜温度分布、压力分布、主轴轴心位置偏移等技术参数，为研究液体静压轴承运行过程中的油膜特性提供了实验支撑，有助于揭示影响液体静压轴承工作性能的主要因素，对静压轴承的设计提供了帮助。

附图说明

图1 是本发明的液体静压试验台总体结构示意图；

图2 是本发明的竖直加载装置沿轴向的结构示意图；

图3 是本发明的承载滑动轴承的结构示意图；

图4 是本发明的液体静压轴承内表面展开图；

图5 是本发明的轴承箱体沿轴向的双轴承座示意图；

图6 是本发明轴向止推盘液体通道视图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-主轴               2-电主轴            21-胀紧连接套

22-电主轴转子        23-电主轴定子       24-电主轴冷却套