[发明专利]一种双驱动电主轴的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及主轴单元试验技术领域，主要涉及到一种双驱动主轴试验台及试验方法。

背景技术

主轴单元通常有电主轴和皮带轴，而二者各有优缺点。电主轴转速高，扭矩小；皮带轴相比电主轴的转速小，扭矩大；这势必导致二者的适用场合不同。随着主轴单元的发展，为迎合行业使用的要求，双驱动主轴应运而生。但该类主轴单元的综合性能是否符合国家和行业标准，还有待深研。其中影响电主轴实用性能的主要因素有温度、振动、转速。

主轴单元一般用于高精密加工数控机床，温度过高，引起支撑轴承材料的组织发生变化，导致轴承的载荷能力和使用寿命降低；而且主轴也会因温度过高，致使径向和轴向伸长量变大，降低轴承和主轴的抗疲劳性。从而严重影响主轴单元的精度及产品的质量。

由于主轴主体结构的限制，传统测量温度的方法很难准确测量轴承和主轴内部的温度。

主轴单元的振动会严重影响加工精度，影响产品质量。同时主轴振动还会影响轴承等内部元件的寿命，影响使用性能。

而对振动的测量方法也是停留在用磁铁吸附在被测主轴的表面，采集振动数据。在此测量过程中，主轴单元的振动势必会影响磁铁的吸附状态，这样就会对主轴单元振动状态的测量结果造成影响，降低结果的准确程度。

转速对主轴单元的影响也较为突出，当转速逐渐增大，产生的热量势必增多，且轴承所承受离心力增大，惯性滑移也变大，影响主轴单元的动态平衡。

而针对双驱动电主轴的试验台及实验方法在国内目前尚属空白，相关文献也未见报道。

因此，设计发明一套针对主轴单元振动、温度的测量方法极为迫切，而本试验及试验装置是专门用于对此类双驱动主轴振动、温度测试的试验。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种避免以往测量缺陷的双驱动主轴试验台和试验方法，用来测量双驱动主轴的温度、振动。

本发明的技术方案是，一种双驱动电主轴的试验方法，其特征在于，包括试验平台，试验平台包括计算机、变频器、主体底座、连接到变频器上的主轴单元、定位夹具、连接到变频器上的驱动电机、同步带、同步带轮、润滑系统、冷却系统和试验头组件，其特征在于，其中主轴单元经定位夹具固定在主体底座上端，驱动电机固定在主轴单元一侧的主体底座上，驱动电机和主轴单元之间经同步带轮和同步带连接，所述冷却系统连接主轴单元的进水口和出水口，所述润滑系统连接主轴单元的进油口，所述试验头组件包括固定在主轴单元的前大盖上的测振块、数据的采集端连接到测振块上的振动传感器、安装到测温孔上的温度传感器，所述变频器、润滑系统、冷却系统、振动传感器和温度传感器连接到计算机上；

其试验过程为：

a.内部电机驱动

首先，分别启动润滑和冷却系统，对主轴单元进行充分的润滑和冷却；断开离合器然后，启动主轴单元，打开控制开关，先调节变频器转速旋钮使主轴单元转速达到最高转速的20-25％后，稳定运行20-25min，对主轴进行试验前的跑和运转，当跑和运转结束后，设定变频控制系统使转速每隔30min自动提高一次，每次提高5000r/min，达到试验转速后转速停止提高，在试验要求转速下运转至设定时间后停机；此试验过程，由计算机控制并显示转速、振动、轴承温度、油压、冷却水温、内部电机的功耗电流、试验时间，并将上述参数保存在计算机数据库中，作出分析；

b.外部电机驱动

首先，分别启动润滑和冷却系统，对主轴单元进行充分的润滑和冷却，连上离合器；其次，启动外部驱动电机，通过皮带传动使主轴单元转速达到最高转速的20-25％时稳定运行20-25min，对试验主轴进行试验前的跑和运转，当跑和运转结束后，设定变频控制系统使转速每隔30min自动提高一次，每次提高1000r/m，达到试验转速后转速停止提高，在试验要求转速下运转至设定时间后停机；此试验过程，由计算机控制并显示转速、振动、轴承温度、油压、冷却水温、内部电机的功耗电流、试验时间，并将上述参数保存在计算机数据库中，作出分析。

所述定位夹具和驱动电机分别通过螺栓固定在主体底座上。

所述测温孔打在主轴单元的前大盖上，温度传感器的测点接触轴承外圈。

所述前大盖上设有测振孔，测振块固定在测振孔内且接触轴承外圈。测振块可以经螺纹固定在测振孔内。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：