[发明专利]一种高转速主轴载荷装置

说明书

一种高转速主轴载荷装置，采用了高仿真模拟载荷技术，属于安全制造、绿色环保制造的测试技术领域。其特征在于：由机械部分和电控部分两部分组成；机械部分是由分离式液压泵组件和液压油箱组件组成；分离式液压泵组件包括含液压泵和支架；液压油箱组件包括含接口、管路、过滤器、溢流阀、比例阀组、液压箱体、冷却单元；电控部分为液压电控箱；液压电控箱是用来实施调节压力和控制流体阻力，达到调节液压泵输出不同扭矩要求，亦即调节载荷大小。本发明适用于各类机械生产企业的产品检验部门和产品质量监督检验机构，用于验证生产的产品或被检验的产品的主轴扭矩(或功率)是否达到标准要求，也可用于机床产品主轴的主切削分力是否达到标准要求。

技术领域：

本发明适用于各类机械生产企业的产品检验部门和产品质量监督检验机构，主要用于验证生产的产品或被检验的产品的主轴扭矩(或功率)是否达到标准要求，也可用于机床产品主轴的主切削分力是否达到标准要求，该发明采用了高仿真模拟载荷技术，属于安全制造、绿色环保制造的新型测试技术领域。

背景技术：

各类机械离不开旋转的主轴，在旋转主轴的技术指标中，扭矩指标是最重要的指标之一，尤其在机床行业领域，机床主轴的输出扭矩直接关系到机床产品能否使用。传统的方法是，在主轴上安装一个合适的刀具，在工作台上安装一个合适的工件，然后改变不同的运行参数(切深、切宽、进给量和主轴转速)，一边加工一边计算，评定机床是否达到规定数据。这种方法的唯一优点是真实加工，而非模拟加工，但其缺点更为突出，主要有五个方面，一是试验时间长，从安装调试到完成至少半天，二是需要高昂的刀具和较多被加工试件，试验失败还得重新再来，三是试验时有可能造成机床主轴损坏，操作不当可能造成人员伤亡事故，四是试验时，噪音大，切屑飞溅、冷却液飞溅，容易造成污染，五是试验完后需要进行清理和维护。

目前，机械行业也有一种替代方法，如磁粉制动器、电涡流制动器，都属于低速小阻力装置或高速低阻力装置，除此缺点之外，其最大的缺点是体积大、质量重，不便于安装和搬运，常常用在实验室固定位置。

本发明从根本上解决了传统试验方法和传统的载荷方式所带来的弊端。本发明利用JCS液压比例阀(国内品牌)来调节液压的压力和流量，改变液压泵(齿轮泵、柱塞泵或叶片泵等)的液体阻力，从而达到所需要的阻力载荷——主轴扭矩。本发明主要优点有八个方面：一是采用泵、箱分离技术，液压泵重量较轻，用合金泵体支架也很轻，搬运和安装很方便；二是进出、油管采用安全快速接头，既安全又便于两端快速安装；三是通过电位器调节液压比例阀输出，使载荷平稳增加，对试验主轴不产生冲击；四是接入三相功率表后，同时可计算扭矩和切削主分力大小；五是没有切屑、冷却液飞溅的危险；六是不需要高昂的切削刀具，也不用担心过载闷车现象造成主轴损坏；七是比传统的磁粉制动器转速高，最高可达3000r/min；八是可用作所有机床产品(金切机床、锻压机床等)除负重试验外的全部负荷试验项目检验。

发明内容：

本发明目的是为机械产品(含机床产品)主轴试验提供可控载荷(扭矩和功率)。

本发明由机械部分和电控部分两部分组成。

本发明的机械部分是由分离式液压泵组件(含液压泵和支架)和液压油箱组件(含接口、管路、过滤器、溢流阀、比例阀组、液压箱体、冷却单元)组成，见图1。

本发明的电控部分为液压电控箱。液压电控箱是用来实施调节压力和控制流体阻力，达到调节液压泵输出不同扭矩要求，亦即调节载荷大小。电控箱原理见图2。

本发明的液压载荷装置扭矩和压力关系见式(1)和式(2)。

V_g——泵排量(cm³/r)

△P——压力变化量(bar)

η_mh——液压效率(％)