[发明专利]一种数控磨床砂轮主轴可靠性试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控磨床砂轮主轴可靠性试验装置，属于精密制造技术和工业自动化控制领域。

背景技术

数控磨床广泛应用在机械加工制造业中，利用数控程序控制伺服电机驱动砂轮磨削轴类、平面、曲面等。数控磨床通常为精密零件加工的最后一道工序，所以数控磨床性能的好坏和可靠性的高低对零件加工的精度和加工的效率有着重要的影响。

无论是轴类数控磨床，还是平面数控磨床和曲面数控磨床均包含有砂轮主轴，砂轮主轴的主要作用是带动砂轮做高速旋转，由于砂轮主轴直接驱动砂轮，而砂轮又直接与工件接触，所以砂轮主轴可靠性的高低对加工零件的精度有直接的影响。在数控磨床运行过程中砂轮主轴存在着径向跳动、轴向串动、轴承温升过高等问题，一旦出现这些问题，加工出的零件很可能是废品，严重的还可能导致主轴抱死等事故。

为了提高数控磨床的可靠性，通常需要采集数控磨床的故障数据，然后计算数控磨床的平均无故障时间。在设计数控磨床时，为了提高数控磨床整机的可靠性，需要选择可靠性高的零部件，而要想了解零部件的可靠性水平，必须进行可靠性试验。

数控磨床的砂轮主轴是数控磨床的主要部件之一，要想提升砂轮主轴的可靠性，需要对砂轮主轴进行可靠性试验。砂轮主轴在运行过程中的转速不同、周向载荷不同、径向载荷也不同，所以试验装置必须能够模拟这些不同的工作情况，暴露数控磨床砂轮主轴运行中的故障，为评估数控磨床砂轮主轴的可靠性提供数据。

目前数控磨床在设计时对砂轮主轴的试验主要是空载情况下的平衡试验，而很少进行可靠性试验，导致数控磨床砂轮主轴的可靠性基础数据很少，设计人员无法把握数控磨床砂轮主轴的可靠性水平。

针对以上所述，本发明所设计的数控磨床砂轮主轴可靠性试验装置可以模拟数控磨床的各种不同的工况，砂轮主轴以不同的转速运转、周向载荷和径向载荷可以根据需要进行变化，可编程控制器和触摸屏保存运行过程中的故障数据，通过这些数据来计算、评价数控磨床砂轮主轴的可靠性水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种数控磨床砂轮主轴的可靠性试验装置，该装置可以模拟数控磨床的各种不同的工况，变频器驱动主轴电机以不同的转速运转，周向加载装置施加不同的周向载荷，径向加载装置施加不同的径向载荷，记录运行过程中的故障数据，通过这些数据来计算、评价数控磨床砂轮主轴的可靠性水平。砂轮主轴包括砂轮主轴、主轴电机、轴承，对砂轮主轴进行可靠性试验其实主要是针对砂轮主轴、主轴电机和轴承进行可靠性试验，由于砂轮主轴在实际工作中的工作条件是未知的、随机的，为了模拟这种随机的工况，所设计的试验装置能够模拟这种随机工作条件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种数控磨床砂轮主轴可靠性试验装置，该试验装置包括周向加载装置、径向加载装置和电气控制系统；试验方法包括数据采集和处理方法。

该试验装置的周向加载装置包括轴承a、转子、定子、轴承b、联轴器a、轴承端盖、轴承座、轴承c、砂轮主轴、轴承d、同步带轮a、同步带、主轴电机、同步带轮b、轴承e；砂轮主轴由轴承c和轴承d支撑，砂轮主轴一端安装有同步带轮a，主轴电机的输出轴上安装有同步带轮b，同步带装在同步带轮a和同步带轮b上；砂轮主轴的另一端通过联轴器a与转子相连，转子为笼形结构；定子通过轴承a和轴承b安装在转子上；砂轮主轴与转子连接端装有轴承e，轴承e安装在轴承座中，轴承e一端有轴承端盖。

该试验装置的径向加载装置包括轨道板、顶块、弹簧、滑块、丝杠、联轴器b、伺服电机、底座、导杆、支撑板a、支撑板b、电机支撑板；轴承座安装在导轨板中，轴承座可以在导轨板内沿导轨滑动；轴承座的一侧与顶块接触，顶块与弹簧一端相连，弹簧的另一端与滑块相连，滑块顶部设有螺纹孔，丝杠通过该螺纹孔与滑块相啮合，滑块底端设有通孔，导杆通过该通孔可实现自由滑动，导杆和丝杠均安装在支撑板a和支撑板b上；丝杠通过联轴器与伺服电机相连;伺服电机由电机支撑板支撑；支撑板a、支撑板b、电机支撑板均安装在底座上。