[发明专利]电主轴可靠性试验台及可靠性试验方法

说明书

本发明涉及电主轴可靠性试验台及可靠性试验方法，属于机械试验设备及方法。电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接，包括空载试验方法和加载试验方法。优点是结构新颖，成本较低，系统简洁等特点，能够真实模拟实际工况下机床电主轴工作时受到的实际切削力；提高了切削合力加载装置调整的可靠性，在试验方法的指导下，能够更有效地进行可靠性试验，为后续的可靠性建模、分析等提供更准确的数据依据。

技术领域

本发明属于机械试验设备及方法，具体涉及一种数控机床高速电主轴可靠性试验台与一种该试验台电主轴的可靠性试验方法。

背景技术

数控机床是衡量一个国家工业现代化的重要指标，其可靠性是制约数控机床发展的主要因素之一，而电主轴是数控机床的主要功能部件之一，其可靠性对整个数控机床的可靠性有着重要的影响。目前对电主轴的可靠性试验大多停留在空载状态，即电主轴只进行旋转而对其不施加载荷，或只进行轴向加载或径向加载，不能完全模拟在真实工况下电主轴的受力情况。而且部分现有的加载装置结构复杂，体现在为了实现完全的加载而在轴向和径向各安装一套加载装置，这样整个试验台的成本自然上升。开展可靠性试验方法是提高产品可靠性的主要手段之一，进行可靠性试验的目的在于激发部件工作时的故障、暴露部件在设计、加工、装配过程中存在的缺陷和不足。同时，可靠性试验中采集的数据可以为部件的设计、安装和装配提供指导。目前对于上述的电主轴可靠性试验台或者结构类似的电主轴可靠性试验台的试验没有一套可行的规范的可靠性试验方法作为指导，缺乏试验规范可能导致试验完成后的分析结果与部件实际故障机理与故障模式产生偏差。

发明内容

本发明提供一种电主轴可靠性试验台及可靠性试验方法，以解决目前数控机床电主轴可靠性试验装置不能真实地模拟实际工况下电主轴所受的动、静态切削力和切削扭矩、以及现有加载装置结构复杂，成本较高的问题。

本发明采取的技术方案是：电主轴支撑部分、切削扭矩加载部分和切削合力加载部分分别固定连接在地平铁上，加载棒位于合力轴承单元的内部，加载棒的一端与切削扭矩加载部分连接，切削合力加载部分置于电主轴支撑部分和切削扭矩加载部分的侧面且与地平铁上方固定连接。

本发明所述的电主轴支撑部分由调整垫铁、主轴支撑座和抱夹机构组成，主轴支撑座通过调整垫铁与地平铁上方固定连接，抱夹机构与主轴支撑座上方固定连接。

本发明所述的切削扭矩加载部分由弹性膜片联轴器、测功机、测功机底座组成，弹性膜片联轴器一端与加载棒连接、另一端与测功机连接，测功机安装在测功机底座上。

本发明所述的切削合力加载部分由滑板、液压总成、力传感器、加载杆、柱销、支撑板、支腿、底板组成，液压总成安装在滑板上，力传感器与加载杆连接，该加载杆前端有半球形的内凹，滑板通过柱销与支撑板相连接，支撑板安装在支腿上，支腿安装在底板上。

本发明所述滑板与支撑板的连接结构是：滑板为板类结构件，滑板的上平面设有2条平行的T形槽，左右两侧为环形凸缘，凸缘上开有环形槽，并与支撑板上环形排列的螺纹孔对应，滑板左右两侧的凸缘与支撑板左右两侧的凸缘尺寸相同，互相贴合，两者通过滑板上的环形槽和支撑板上的螺纹孔用螺栓进行固定连接，支撑板上设有与柱销的下端配合的中心通孔。

本发明所述的合力轴承单元由左套盖、轴承套、左侧轴承、右侧轴承、轴承盖、右端盖、U形夹持、夹持支座和防护支架组成，左侧轴承、右侧轴承与加载棒安装在轴承套中，轴承盖与轴承套紧固连接，左套盖以及右端盖也与轴承套紧固连接，在轴承套上有球形外凸；由U形夹持、夹持支座和防护支架组成定位夹紧装置，防护支架安装在地平铁上，夹持支座与防护支架紧固连接，轴承套位于U形夹持中。

本发明所述的加载棒安装在合力轴承单元中心处，一端与弹性膜片联轴器连接，另一端用于与电主轴连接。