[发明专利]机床主轴综合性能检测/监测试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种机床主轴综合性能检测/监测试验系统及方法。用于机床主轴在加载模拟典型工况下进行综合性能检测/监测。

背景技术

机床主轴是数控机床的关键功能部件之一，其可靠性水平直接影响整机的可靠性水平和加工效率。为此，无论对数控机床主机企业还是机床用户企业，快速、准确地检测/监测机床主轴的各项性能指标和主要的技术参数都显得尤为重要。然而，目前针对机床主轴性能参数的检测主要依靠现场技术人员的评价检测和一些静态单一性能的人工检测，这大大降低了检测效率，增加了生产成本。少数已有的主轴试验台存在自身可靠性差、高速动态监测性能不稳定、检测指标简单、一定程度上无法实现通用检测以及仅能实现空载和简单径向加载下的指标检测等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床主轴综合性能检测/监测试验系统及方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明从检测/监测高效性和通用性的角度出发，设计了一套机床主轴综合性能检测系统和方法。此系统检测效率高、通用性能好，极大满足了企业和用户的一站式检测监测要求，同时本系统可以对机床主轴在加载模拟典型工况下进行综合性能检测/监测，对于研究不同典型工况下的机床主轴可靠性、综合性及参数精度衰退规律的影响有重要的意义，同时为机床主轴远程监控及故障预警提供基础数据，具有重要的工程应用价值。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

机床主轴综合性能检测/监测试验系统，包括机床主轴通用支撑部分、信号采集装置、通用测试工具箱27、电液伺服和测功机混合模拟加载部分、自动控制部分；其中机床主轴通用支撑部分为支撑结构，用于固定被检测的机床主轴，通用测试工具箱内的测试工具实现机床主轴静态和几何性能的检测；自动控制部分完成信号采集装置、电液伺服和测功机混合模拟加载部分的检测和运行的操作系统，通过这三部分的密切配合完成对机床主轴综合性能的检测/监测。

所述的机床主轴通用支撑部分包括滑轨3、分块轴向可移动抱夹机构6和机床主轴套筒7，所述滑轨3由左侧滑轨和右侧滑轨组成，其上表面开有均匀的沉头螺纹通孔，左侧滑轨和右侧滑轨分别与分块轴向可移动抱夹机构6底面的燕尾型通槽形成间隙配合，使分块轴向可移动抱夹机构6沿滑轨3滑动，并通过锁紧螺母将分块轴向可移动抱夹机构6和导轨3相互锁紧固定，滑轨3通过螺栓与机床主轴箱垫板24上端锁紧固定；

所述分块轴向可移动抱夹机构6为分块式箱体类结构件，由若干块小抱夹组成，小抱夹呈Ω型，小抱夹轴心处有一个中心通孔，中心通孔周围均匀的布有若干个螺纹孔，小抱夹底面左右两侧开有燕尾型通槽，燕尾型通槽的两个侧面开有锁紧螺纹通孔；小抱夹的中心通孔和燕尾型通槽是通过镗铣加工一次成型，保证每块小抱夹中心通孔的同轴度及燕尾型通槽底面和侧面的平行度，燕尾型通槽与滑轨3配合，锁紧螺母穿过燕尾型通槽侧面的螺纹通孔顶在滑轨3的表面，相互固定并防止小抱夹倾斜，中心通孔周围均布的螺纹孔与机床主轴套筒7左侧法兰端面固定连接，分块轴向可移动抱夹机构6中的小抱夹的位置根据不同型号的机床主轴4的长度，沿滑轨3方向进行调整；

所述机床主轴套筒7为套筒类结构件，机床主轴套筒7一端为法兰端面，沿圆周方向钻有螺纹孔，机床主轴套筒7的内径与机床主轴4的外径相配合，机床主轴套筒7在机床主轴4前后轴承支撑位置沿圆周均匀分布有三个安装孔，安装压电式振动传感器B28，机床主轴套筒7的法兰端面沿外圆周均匀分布有多个螺纹孔，与分块轴向可移动抱夹机构6固定连接，滑轨3、分块轴向可移动抱夹机构6和机床主轴套筒7组合在一起实现对不同型号的机床主轴4的固定安装，并对其进行性能参数的检测；

所述机床主轴箱垫板24为长方形板类底座部件，下端面通过两块垫铁25垫起与电力测功机27中心相同高度，上表面沿滑轨3固定的轴向方向开有均匀的螺纹孔，下端面两侧设有与地平铁1的T型槽方向垂直的U型开口，机床主轴箱垫板24上端面固定连接滑轨3，下端通过T型螺栓和螺母固定在地平铁1上。