本發(fā)明涉及靜剛度測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種精密主軸雙向靜態(tài)剛度測(cè)試加載裝置。

背景技術(shù)：

靜剛度是指在外加靜載荷作用下主軸單元抵抗變形的能力，它直接影響加工工件的精度和生產(chǎn)率。靜剛度是用結(jié)構(gòu)在靜載荷作用下的變形多少來(lái)衡量。目前，高檔數(shù)控機(jī)床高速、高精度的主軸單元試驗(yàn)系統(tǒng)靜態(tài)剛度加載裝置常用為兩種方式，一種是通過(guò)千斤頂方式和力載荷組配實(shí)現(xiàn)手動(dòng)加載，另一種單方向的液壓加載，載荷的控制完全是手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。這種試驗(yàn)加載裝置適合于簡(jiǎn)單的性能測(cè)試，無(wú)法完成主軸單元整體性能的試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的集成，同時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)多載荷段連續(xù)線形加載，亟需改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出一種精密主軸雙向靜態(tài)剛度測(cè)試加載裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種精密主軸雙向靜態(tài)剛度測(cè)試加載裝置，包括基座，該基座上設(shè)有徑向加載組件和軸向加載組件；所述基座上固定有徑向加載導(dǎo)向套和軸向加載導(dǎo)向套；所述徑向加載組件包括豎直布置的徑向加載缸，該徑向加載缸的伸出桿端固定有徑向承載套，所述徑向承載套滑動(dòng)的設(shè)置在徑向加載導(dǎo)向套內(nèi)，且徑向承載套上設(shè)有徑向測(cè)試傳感器；所述軸向加載組件包括水平布置的軸向加載缸，該軸向加載缸的伸出桿端固定有軸向承載套；所述軸向承載套滑動(dòng)的設(shè)置在軸向加載導(dǎo)向套內(nèi)，且軸向承載套上設(shè)有軸向測(cè)試傳感器。

進(jìn)一步，所述徑向測(cè)試傳感器為平測(cè)頭傳感器；所述軸向測(cè)試傳感器為圓測(cè)頭傳感器。

進(jìn)一步，所述徑向加載缸和軸向加載缸均采用液壓油缸。

進(jìn)一步，所述徑向加載缸的液壓控制系統(tǒng)中設(shè)有對(duì)輸出壓力進(jìn)行控制的電-液比例壓力控制閥。

進(jìn)一步，所述徑向加載缸的液壓控制系統(tǒng)中還設(shè)有減壓閥。

進(jìn)一步，所述軸向加載缸的液壓控制系統(tǒng)中設(shè)有對(duì)輸出壓力進(jìn)行控制的電-液比例壓力控制閥。

進(jìn)一步，所述軸向加載缸的液壓控制系統(tǒng)中還設(shè)有減壓閥。

進(jìn)一步，所述基座上設(shè)有用于將本裝置連接于試驗(yàn)臺(tái)或機(jī)床工作臺(tái)上的帶手柄的鎖緊螺釘。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，工作穩(wěn)定可靠，可以同時(shí)提供軸向和徑向的加載，實(shí)現(xiàn)了多載荷段連續(xù)線形加載，精密配合的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)保證了加載裝置在測(cè)試時(shí)自動(dòng)加載的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中液壓系統(tǒng)原理示意圖。

其中：1-基座；2-徑向加載組件；3-軸向加載組件；4-徑向承載套；5-軸向承載套；6-徑向加載缸；7-徑向加載導(dǎo)向套；8-徑向測(cè)試傳感器；9-軸向加載缸；10-軸向加載導(dǎo)向套；11-軸向測(cè)試傳感器；12-容油槽。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種精密主軸雙向靜態(tài)剛度測(cè)試加載裝置，如圖1所示，包括基座1，該基座1上設(shè)有徑向加載組件2和軸向加載組件3；所述基座1上固定有徑向加載導(dǎo)向套7和軸向加載導(dǎo)向套10；所述徑向加載組件2包括豎直布置的徑向加載缸6，該徑向加載缸6的伸出桿端固定有徑向承載套4，所述徑向承載套4滑動(dòng)的設(shè)置在徑向加載導(dǎo)向套7內(nèi)，且徑向承載套4上設(shè)有徑向測(cè)試傳感器8；所述軸向加載組件3包括水平布置的軸向加載缸9，該軸向加載缸9的伸出桿端固定有軸向承載套5；所述軸向承載套5滑動(dòng)的設(shè)置在軸向加載導(dǎo)向套10內(nèi)，且軸向承載套5上設(shè)有軸向測(cè)試傳感器11。

所述徑向測(cè)試傳感器8為平測(cè)頭傳感器；所述軸向測(cè)試傳感器11為圓測(cè)頭傳感器?？梢苑謩e適用于主軸前端徑向圓面和軸向平面的測(cè)試。通常，上述徑向加載缸6和軸向加載缸9均采用電-液比例壓力控制液壓油缸，易于操控，穩(wěn)定性好，可以精確控制行程。

基座1可以穩(wěn)定的支撐徑向加載缸和軸向加載缸的作用力，分別帶有導(dǎo)向套的徑向加載油缸提供主軸剛度測(cè)試時(shí)的徑向載荷、軸向加載油缸提供主軸軸向剛度測(cè)試時(shí)的軸向載荷，二者均可最大可實(shí)現(xiàn)1000kg的加載能力，精密配合的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)保證了加載裝置在測(cè)試時(shí)自動(dòng)加載的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。

需要指出的是，本加載裝置中，與徑向加載缸6和軸向加載缸9連接的液壓系統(tǒng)采用的是容積式、開(kāi)式節(jié)流調(diào)速的壓力適應(yīng)回路系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)采用的是內(nèi)部壓力控制的恒壓變量柱塞泵,既在保證系統(tǒng)壓力恒定的情況下，泵的排量隨系統(tǒng)的需要而變化，當(dāng)系統(tǒng)需油量多時(shí)，泵的排量增加，當(dāng)系統(tǒng)所需油量少時(shí)，泵的排量也減小，如系統(tǒng)不需供油時(shí)，泵的理論排量為零；總之，泵的輸出流量始終與負(fù)載所需流量相匹配,這樣既減少了液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量節(jié)省了能源,又滿足了系統(tǒng)要求.該系統(tǒng)具有無(wú)溢流損失、效率高、發(fā)熱量少、系統(tǒng)剛性好、節(jié)能等特點(diǎn)。另外，所有液壓控制部件都集成在液壓站上，這樣即做到了高度集成統(tǒng)一，又便于調(diào)整、安裝和擺放，同時(shí)便于管理。

上述徑向加載缸6和軸向加載缸9的液壓控制系統(tǒng)中設(shè)有對(duì)輸出壓力進(jìn)行控制的電-液比例壓力控制閥。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，上述徑向加載缸和軸向加載缸的液壓控制系統(tǒng)中還設(shè)有減壓閥。需要說(shuō)明的是，采用電-液比例壓力控制閥，能夠?qū)敵鰤毫M(jìn)行精確的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸加載力的控制，使壓力完成線性連續(xù)輸出，保證主軸加載過(guò)程中的載荷連續(xù)輸出，進(jìn)一步與試驗(yàn)平臺(tái)電器系統(tǒng)聯(lián)合完成的剛度測(cè)試的自動(dòng)控制功能。所有實(shí)測(cè)的載荷值及位移變形值均通過(guò)綜合試驗(yàn)平臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，軟件自動(dòng)分析數(shù)據(jù)結(jié)果，并利用數(shù)學(xué)算法，給出最終剛度結(jié)果。

上述基座1上設(shè)有用于將本裝置連接于試驗(yàn)臺(tái)或機(jī)床工作臺(tái)上的帶手柄的鎖緊螺釘。徑向加載組件2和軸向加載組件3集成安裝于同一基座1上，加載組件在工作行程移動(dòng)時(shí)均相應(yīng)的設(shè)有導(dǎo)向套，執(zhí)行加載的活塞桿底部均留有容油槽12，油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)起到一定的緩沖阻尼作用，加載裝置驅(qū)動(dòng)是由電-液比例壓力控制閥對(duì)輸出壓力進(jìn)行控制，保證主軸測(cè)試中的連續(xù)加載。

本發(fā)明中采用兩組電磁閥分別控制主軸的徑向、軸向加載油缸的加載過(guò)程和加載力，既可以分別控制加載，單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，也可以同時(shí)控制加載，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸真實(shí)狀態(tài)的模擬，達(dá)到測(cè)試目的，同時(shí)兩組控制部分分別裝有減壓閥用以對(duì)主軸施加的徑向、軸向力分別進(jìn)行調(diào)整或是微調(diào)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種精密主軸雙向靜態(tài)剛度測(cè)試加載裝置，包括基座，該基座上設(shè)有徑向加載組件和軸向加載組件；基座上固定有徑向加載導(dǎo)向套和軸向加載導(dǎo)向套；徑向加載組件包括豎直布置的徑向加載缸，該徑向加載缸的伸出桿端固定有徑向承載套，徑向承載套滑動(dòng)的設(shè)置在徑向加載導(dǎo)向套內(nèi)，且徑向承載套上設(shè)有徑向測(cè)試傳感器,軸向加載組件包括水平布置的軸向加載缸，該軸向加載缸的伸出桿端固定有軸向承載套；所述軸向承載套滑動(dòng)的設(shè)置在軸向加載導(dǎo)向套內(nèi)，且軸向承載套上設(shè)有軸向測(cè)試傳感器。本發(fā)明同時(shí)提供軸向和徑向的加載，實(shí)現(xiàn)了多載荷段連續(xù)線形加載，精密配合的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)保證了加載裝置在測(cè)試時(shí)自動(dòng)加載的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。

技術(shù)研發(fā)人員：張世珍;宋慶瑞;薛永剛;陳紅昌;劉賀強(qiáng);宋毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工研精機(jī)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.01.18
技術(shù)公布日：2017.08.18