[实用新型]精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于精密离心机主轴的测试装置，尤其涉及一种精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置。

背景技术

在精密离心机研制过程中，精密离心机的主轴通常采用空气静浮轴承，主轴的径向回转误差e与倾角回转误差θ直接关系到主轴运行的安全和精密离心机动态半径的变化。空气静浮轴承的气膜间隙通常为几μm，精密离心机运行时，由于其转盘上的负载不平衡、温度变化引起的热涨冷缩等因素，将使主轴发生偏心运动、径向回转误差运动以及倾斜运动，这些运动引起的位移值可能超过气膜间隙，从而损坏主轴。因此，精密离心机工作时需对空气主轴的径向回转误差e与倾角回转误差θ进行在线监测，实时判断径向回转误差是否大于气膜间隙，确保主轴运行安全；其次，在高精密离心机研制时，主轴径向回转误差e通常作为一个耦合分量混杂在精密离心机动态半径测量值中，因此需要测出径向回转e并对精密离心机的动态半径进行补偿修正，确保精密离心机输出加速度的精度。

目前用于测量精密离心机主轴径向回转误差e和倾角回转误差θ的方法是双截面四电容测微仪测试法，其实施过程是将电容测微仪安装在主轴上相距为l的两个截面外端，每个截面上安装两只相互垂直的电容测微仪，将主轴的径向回转误差e、倾角回转误差θ分解为相互垂直的两分量e_x、e_y和θ_x、θ_y，，通过这四只电容测微仪的测量值直接作数学比例运算，然后再将分量合成得到主轴径向回转误差e和倾角回转误差θ。这种方法没有考虑主轴截面本身的外圆圆度误差，直接利用四只电容测微仪的测量值作简单的比例运算得到测试结果。空气静浮主轴截面的外圆圆度误差r比其径向回转误差e大得多，通常达十几个μm，四只电容测微仪的原始测量信号中不仅包含有主轴对应截面的回转误差e，还包含主轴对应截面的圆度误差r，由于r比e大得多，因此径向回转误差信号e被淹没了，直接利用四只电容测微仪的测量值作比例运算，测量的结果是有偏差的，四电容测微仪法在低端精密离心机研制中适用，并不适用于高精密离心机主轴径向回转误差和倾角回转误差的精密测量。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种测量精确度高的精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置，所述精密离心机的空气静浮轴承的气浮支架上设置有电容测微仪，所述电容测微仪为六个，六个所述电容测微仪三个一组分别设置在所述空气静浮轴承的两个横截面上，两个横截面上的所述电容测微仪之间两两对应平行。

具体地，所述测试装置还包括增量式光栅编码器、光栅编码器变换电路、多路同步数据采集卡和六个信号调理器，所述光栅编码器变换电路包括展宽电路、时钟选择电路和分频电路，所述展宽电路的信号输入端与所述增量式光栅编码器的Z相脉冲信号输出端连接，所述展宽电路的信号输出端与所述多路同步数据采集卡的第一数字IO接口连接，所述时钟选择电路的信号输入端分别与所述增量式光栅编码器的A相脉冲信号输出端、所述增量式光栅编码器的B相脉冲信号输出端和所述多路同步数据采集卡的第二数字IO接口连接，所述时钟选择电路的信号输出端与所述分频电路的信号输入端连接，所述分频电路的信号输出端与所述多路同步数据采集卡的外部采集时钟接口连接，六个所述电容测微仪的信号输出端分别与六个所述信号调理器的信号输入端连接，所述多路同步数据采集卡的多路模拟输入接口分别与六个所述信号调理器的信号输出端连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置采用六只电容测微仪测量精密离心机主轴的径向回转误差e和倾角回转误差θ，将完全去除主轴截面的外圆圆度误差r的影响，具有很高的测量精度。

附图说明

图1是本实用新型精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置的六个电容测微仪的安装结构示意图；

图2是本实用新型精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置的结构框图；

图3是本实用新型精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置的空气静浮轴承的S1横截面示意图；

图4是本实用新型精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置的空气静浮轴承的S2横截面示意图；

图5是本实用新型精密离心机主轴径向回转误差与倾角回转误差测试装置的光栅编码器Z相脉冲信号展宽图。