專利名稱：高速電主軸動態(tài)加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加載裝置，更確切地說，本發(fā)明涉及一種高速電主軸動態(tài)加載裝置。
背景技術(shù)：
被測高速電主軸是高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件，是當(dāng)代高速加工技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，它省去了傳動機(jī)構(gòu)，同時(shí)控制也更精確，從而提高了機(jī)床的響應(yīng)速度和加工精度。 目前，國產(chǎn)被測高速電主軸的靜、動態(tài)性能以及可靠性水平與國外相比存在顯著差異，因此，作為高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件，被測高速電主軸性能及可靠性水平的提高對于整機(jī)性能的提高起著關(guān)鍵作用。研究被測高速電主軸，需要一種可以模擬被測高速電主軸真實(shí)工作狀況的動態(tài)加載裝置，在此基礎(chǔ)上對電主軸進(jìn)行測試、試驗(yàn)。國內(nèi)有一些功能簡單的被測高速電主軸試驗(yàn)臺，這種試驗(yàn)臺只能對電主軸進(jìn)行空載情況下的試驗(yàn)，或者是使用液壓系統(tǒng)或電機(jī)對電主軸進(jìn)行靜態(tài)加載，模擬電主軸的受力狀況，但即便是這樣，與被測高速電主軸的真實(shí)受力情況也有很大差距。真實(shí)工況下，刀具受到的動態(tài)切削力間接作用在電主軸上，切削力還有一定頻率，同時(shí)主軸還受扭矩作用，這對被測高速電主軸的性能和可靠性有很大影響，而現(xiàn)有的加載裝置都不能模擬動態(tài)高頻切削力對電主軸的影響。因此，急需發(fā)明一種新型的高速電主軸動態(tài)加載裝置，模擬主軸真實(shí)工況下的受力，以滿足主軸性能及可靠性的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)不能模擬動態(tài)高頻切削力對電主軸的影響的問題，提供了一種高速電主軸動態(tài)加載裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置包括支撐部分和加載部分。所述的支撐部分包括主軸基座、軸向加載支架、徑向加載墊板和測功機(jī)基座，其中主軸基座包括主軸墊板、調(diào)整墊片與抱夾機(jī)構(gòu)。所述的加載部分包括徑向加載機(jī)構(gòu)、軸向加載機(jī)構(gòu)、扭矩加載機(jī)構(gòu)、加載棒和軸承單元，其中扭矩加載機(jī)構(gòu)包括電力測功機(jī)、高速彈簧管聯(lián)軸器和逆變器。調(diào)整墊片與抱夾機(jī)構(gòu)依次疊置在主軸墊板上并采用螺栓固定連接，電力測功機(jī)固定在測功機(jī)基座上，電力測功機(jī)的輸出端通過高速彈簧管聯(lián)軸器和加載棒右端連接，加載棒左端和安裝在抱夾機(jī)構(gòu)中的被測高速電主軸的右端連接，電力測功機(jī)輸出軸、高速彈簧管聯(lián)軸器、加載棒和抱夾機(jī)構(gòu)主軸通孔的回轉(zhuǎn)軸線同處于一條水平線上。軸承單元套裝在加載棒上，安裝在徑向加載墊板上的徑向加載機(jī)構(gòu)處于軸承單元的正下方為接觸連接。軸向加載機(jī)構(gòu)的一端安裝在軸向加載支架上，另一端和軸承單元接觸連接，電力測功機(jī)和逆變器電線連接。技術(shù)方案中所述的徑向加載機(jī)構(gòu)包括底面支撐板、徑向滑塊、1號壓力傳感器、徑向雙頭螺柱、徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器、短銷、徑向加載機(jī)構(gòu)外殼與徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。豎直地處于徑向加載機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)的徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器的上輸出端由徑向加載機(jī)構(gòu)外殼中的外殼上橫梁伸出，徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器的下輸出端通過徑向雙頭螺柱連接1號壓力傳感器的上端，1號壓力傳感器的下端和徑向滑塊的頂面接觸連接，徑向滑塊底面和安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼上的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)接觸連接，徑向加載機(jī)構(gòu)外殼的下端和底面支撐板的頂端螺栓固定連接；所述的徑向加載機(jī)構(gòu)外殼由左支撐立柱、右支撐立柱與外殼上橫梁組成。外殼上橫梁的中心位置設(shè)置有一個(gè)用于伸出徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器上輸出端的驅(qū)動器通孔，驅(qū)動器通孔左上方設(shè)置一個(gè)短銷，左支撐立柱上端與右支撐立柱上端和外殼上橫梁的左右端面螺栓固定連接，左支撐立柱與右支撐立柱結(jié)構(gòu)相同，左支撐立柱與右支撐立柱的中部沿縱向分別設(shè)置有長條形通孔，左支撐立柱與右支撐立柱的下端均布有螺栓通孔，螺栓通孔的上方設(shè)置有用于安裝徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔，左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔的回轉(zhuǎn)軸線共線并和外殼上橫梁中心位置的驅(qū)動器通孔的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交；所述的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括1號螺栓、無螺紋滑塊、有螺紋滑塊、螺母、 防松螺母和彈簧。1號螺栓安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼中的左支撐立柱與右支撐立柱下端的左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔內(nèi)，無螺紋滑塊和有螺紋滑塊套裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼的左支撐立柱與右支撐立柱之間1號螺栓上，無螺紋滑塊的底面和有螺紋滑塊的底面和徑向加載機(jī)構(gòu)中的底面支撐板的頂端面接觸連接，彈簧套裝在無螺紋滑塊和有螺紋滑塊之間的1號螺栓上，螺母與防松螺母依次擰緊固定在伸出右支撐立柱的1號螺栓上；所述的軸向加載機(jī)構(gòu)包括軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、軸向滑塊、側(cè)墊板、2號壓力傳感器、軸向雙頭螺柱、擺臂機(jī)構(gòu)、軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器與軸向加載機(jī)構(gòu)框架。軸向加載機(jī)構(gòu)框架采用螺栓固定在垂直放置的側(cè)墊板上，軸向加載機(jī)構(gòu)框架的縱向?qū)ΨQ面呈水平位置，軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架之內(nèi)的左端，軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)與右側(cè)的軸向滑塊接觸連接，軸向滑塊的右端面與2號壓力傳感器的左端接觸連接，2號壓力傳感器的右端通過軸向雙頭螺柱連接軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器的左輸出端，軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器的右輸出端由軸向加載機(jī)構(gòu)框架中的右立柱中心位置處的加載通孔伸出并和套裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架的右端成轉(zhuǎn)動連接的擺臂機(jī)構(gòu)中的擺臂豎梁的左端面接觸連接；所述的軸向加載機(jī)構(gòu)框架由上橫梁、下橫梁、左立柱與右立柱組成。上橫梁、下橫梁、左立柱與右立柱固定安裝成一個(gè)封閉的長方形的框架，右立柱的上端設(shè)置一個(gè)上支腿，右立柱的下端設(shè)置一個(gè)下支腿，上支腿與下支腿和軸向加載機(jī)構(gòu)框架所在的平面垂直，上支腿與下支腿上設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線共線與垂直的上通孔與下通孔，軸向加載機(jī)構(gòu)框架的左端設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線共線與垂直的用于安裝軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的上螺栓通孔與下螺栓通孔，右立柱的中心位置處設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線為水平的軸向加載通孔；所述的擺臂機(jī)構(gòu)由上擺臂、下擺臂與擺臂豎梁組成。上擺臂與下擺臂結(jié)構(gòu)相同并呈L形狀的結(jié)構(gòu)件，上擺臂由矩形橫截面的上擺臂長臂與矩形橫截面的上擺臂短臂組成。 下擺臂由矩形橫截面的下擺臂長臂與矩形橫截面的下擺臂短臂組成。上擺臂長臂的一端與上擺臂短臂的一端成直角的固定連接，下擺臂長臂的一端與下擺臂短臂的一端成直角的固定連接。上擺臂長臂加工有回轉(zhuǎn)軸線垂直的上長臂通孔，下擺臂長臂上加工有回轉(zhuǎn)軸線垂直的下長臂通孔，上長臂通孔的回轉(zhuǎn)軸線與下長臂通孔的回轉(zhuǎn)軸線共線。上擺臂短臂的右端面與矩形橫截面的擺臂豎梁上端的左端面固定連接，下擺臂短臂的右端面與矩形橫截面的擺臂豎梁下端的左端面固定連接，矩形橫截面的擺臂豎梁和上擺臂短臂與下擺臂短臂垂直；所述的軸承單元包括軸承套、左側(cè)密封圈、左端蓋、擋圈、左側(cè)軸承、套筒、內(nèi)隔圈、右側(cè)軸承、右端蓋和右側(cè)密封圈。其中左側(cè)軸承與右側(cè)軸承結(jié)構(gòu)相同，左側(cè)密封圈與右側(cè)密封圈結(jié)構(gòu)相同。右側(cè)軸承、內(nèi)隔圈、套筒、左側(cè)軸承與擋圈依次裝入軸承套的中心孔內(nèi)。左側(cè)軸承內(nèi)圈右端面和套筒的左端面接觸連接，套筒的右端面和右側(cè)軸承內(nèi)圈左端面接觸連接，左側(cè)軸承外圈的左端面和擋圈右側(cè)的凸圓環(huán)體接觸連接，右側(cè)軸承外圈的右端面和軸承套中心孔的右端圓環(huán)體接觸連接。內(nèi)隔圈套裝在左側(cè)軸承與右側(cè)軸承之間的套筒上。安裝有右側(cè)密封圈的右端蓋G6)和軸承套的右端面固定連接。安裝有左側(cè)密封圈)的左端蓋和軸承套的左端面固定連接；所述的軸承套的中心處設(shè)置有安裝左側(cè)軸承、右側(cè)軸承、套筒與內(nèi)隔圈的軸承通孔，軸承通孔的右端設(shè)置有起定位作用的圓環(huán)體，軸承通孔左端的孔口處設(shè)置有安裝擋圈的圓環(huán)形槽，軸承套的左端面與右端面的四角處設(shè)置有螺紋盲孔，軸承套頂面左側(cè)的中間位置設(shè)置一個(gè)加工有進(jìn)油孔的矩形凸臺。軸承套底面的右側(cè)設(shè)置一個(gè)用于放置擺臂機(jī)構(gòu)中下擺臂的矩形通槽，軸承套底面的左側(cè)設(shè)置一個(gè)起加載作用的半球形圓槽，半球形圓槽的回轉(zhuǎn)軸線和軸承套(6)上的軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交，軸承套(6) 半球形圓槽前方的底面上設(shè)置一個(gè)和軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線平行的圓頭滑槽，圓頭滑槽的寬度和徑向加載機(jī)構(gòu)中外殼上橫梁的短銷直徑相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置將真實(shí)工況中的動態(tài)切削力對被測高速電主軸的靜、動態(tài)性能以及可靠性的影響考慮進(jìn)去，創(chuàng)造性地使用壓電陶瓷驅(qū)動器對電主軸進(jìn)行軸向和徑向加載，可達(dá)到較高的振動頻率，模擬各種不同加工方式的切削力和頻率，同時(shí)使用電力測功機(jī)對主軸進(jìn)行扭矩加載，很好地還原了電主軸在機(jī)械加工中的各種不同類型的受力狀況，從而使進(jìn)一步研究中獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為真實(shí)可信。2.本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置通過壓力傳感器、扭矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器采集加載力和扭矩的數(shù)值，控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)值的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使裝置具有較高的加載精度。3.本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置的基座各部分可進(jìn)行位置和高度的調(diào)節(jié)，使得高速電主軸動態(tài)加載裝置對不同型號和尺寸的被測高速電主軸進(jìn)行加載，增加了高速電主軸動態(tài)加載裝置的適用性與靈活性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖1為本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置結(jié)構(gòu)組成的軸測投影圖；圖2為本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置中徑向加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成的軸測投影圖；圖3為本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置中軸向加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成的軸測投影圖；圖4為本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置中加載棒上的軸承單元結(jié)構(gòu)組成的分解軸測投影圖；圖5為本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置控制原理的流程框圖；圖中1.主軸墊板，2.調(diào)整墊片，3.抱夾機(jī)構(gòu)，4.被測高速電主軸，5.加載棒，6.軸承套，7.軸向散熱風(fēng)扇，8.進(jìn)油口，9.軸向加載支架，10.徑向散熱風(fēng)扇，11.高速彈簧管聯(lián)軸器，12.安全防護(hù)罩，13.電力測功機(jī)，14.轉(zhuǎn)速傳感器，15.測功機(jī)基座，16.徑向加載墊板，18.底面支撐板，19. 1號螺栓，20.無螺紋滑塊，21.徑向滑塊，22. 1號壓力傳感器， 23.徑向雙頭螺柱，24.徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器，25.短銷，26.徑向加載機(jī)構(gòu)外殼，27.有螺紋滑塊，28.螺母，29.防松螺母，30.徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，31.彈簧，32.軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，33.軸向滑塊，34.側(cè)墊板，35. 2號壓力傳感器，36.軸向雙頭螺柱，37.擺臂機(jī)構(gòu)，38.軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器，39.左側(cè)密封圈，40.左端蓋，41.擋圈，42.左側(cè)軸承，43.套筒， 44.內(nèi)隔圈，45.右側(cè)軸承，46.右端蓋，47.右側(cè)密封圈。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述參閱圖1，本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置包括支撐部分、加載部分和自動控制系統(tǒng)。1.支撐部分所述的支撐部分包括主軸基座、徑向加載墊板16、軸向加載支架9和測功機(jī)基座 15。所述主軸基座包括主軸墊板1、調(diào)整墊片2與抱夾機(jī)構(gòu)3。主軸墊板1使用螺栓固定在地平鐵上，可使被測高速電主軸4沿著地平鐵的縱向梯形槽進(jìn)行軸向調(diào)整，通過調(diào)整主軸墊板1的結(jié)構(gòu)尺寸可使被測高速電主軸4進(jìn)行高度調(diào)整。徑向加載墊板16為長方體形的板式結(jié)構(gòu)件，徑向加載墊板16使用螺栓固定在地平鐵上，徑向加載墊板16的上工作面設(shè)置有T形槽，可使徑向加載機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向(徑向)調(diào)整。由兩個(gè)互相垂直的平板所構(gòu)成的軸向加載支架9的底座使用螺栓固定在地平鐵上，軸向加載支架9另一垂直安裝板的側(cè)面有T形槽，可使安裝其上的軸向加載機(jī)構(gòu)進(jìn)行軸向和高度方向調(diào)整。測功機(jī)基座15也是為長方體形的板式結(jié)構(gòu)件，測功機(jī)基座15使用螺栓固定在地平鐵上，使測功機(jī)基座15的縱向?qū)ΨQ面和地平鐵的縱向?qū)ΨQ面平行，測功機(jī)基座15可沿地平鐵的縱向梯形槽進(jìn)行(軸向) 調(diào)整。通過對支撐部分各零件的調(diào)整，必要時(shí)更換不同厚度(高度)的主軸墊板1與調(diào)整墊片2，可適應(yīng)不同型號的被測高速電主軸4，增加了高速電主軸動態(tài)加載裝置的通用性。2.加載部分所述的加載部分包括徑向加載機(jī)構(gòu)、軸向加載機(jī)構(gòu)、扭矩加載機(jī)構(gòu)和代替刀柄固定于被測高速電主軸4上的加載棒5，加載棒5上安裝有軸承單元。參閱圖2，所述的徑向加載機(jī)構(gòu)包括底面支撐板18、徑向滑塊21、1號壓力傳感器 22、徑向雙頭螺柱23、徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M、短銷25、徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈與徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30。徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈由左支撐立柱、右支撐立柱與外殼上橫梁組成。外殼上橫梁的中心位置設(shè)置有一個(gè)用于伸出徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器04)上輸出端的驅(qū)動器通孔， 驅(qū)動器通孔左上方設(shè)置一個(gè)短銷25。左支撐立柱上端的右端面與右支撐立柱上端的左端面和外殼上橫梁的左右端面螺栓固定連接。左支撐立柱與右支撐立柱結(jié)構(gòu)相同，左支撐立柱與右支撐立柱的中部沿縱向分別設(shè)置有長條形通孔(左長條形通孔與右長條形通孔)，左支撐立柱與右支撐立柱的下端均布有用于穿過螺栓的螺栓通孔。徑向加載機(jī)構(gòu)外殼26的下端即左支撐立柱與右支撐立柱的下端和底面支撐板18的頂端螺栓固定連接成能夠固定在徑向加載墊板16上的封閉的矩形框架。左支撐立柱與右支撐立柱下端均布的螺栓通孔的上方設(shè)置有用于安裝徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)的左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔，左支撐立柱上的左調(diào)整通孔與右支撐立柱上的右調(diào)整通孔的回轉(zhuǎn)軸線共線并和外殼上橫梁中心位置的驅(qū)動器通孔的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交。 豎直地處于徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈內(nèi)的徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器對的上輸出端由徑向加載機(jī)構(gòu)外殼26中的上橫梁伸出，徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M的上輸出端和安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼26中上橫梁上方的加載棒5上的軸承套6底端(面)的半球形圓槽接觸連接，對被測高速電主軸4加載徑向力，徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M的下輸出端通過徑向雙頭螺柱23連接1號壓力傳感器22的上端，1號壓力傳感器22的下端和一個(gè)V型的徑向滑塊21的頂面(大平面)接觸連接，V型的徑向滑塊21的底面為對稱的成V字形的兩個(gè)斜面和安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼26上的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30接觸連接。
所述的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30包括(一端有螺栓頭的)1號螺栓19、無螺紋滑塊20、 有螺紋滑塊27、螺母28、防松螺母四和彈簧31。1號螺栓19安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈中的左支撐立柱與右支撐立柱下端的左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔內(nèi)，1號螺栓19的回轉(zhuǎn)軸線和徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交。無螺紋滑塊20和有螺紋滑塊27套裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈的左支撐立柱與右支撐立柱之間1號螺栓19上，無螺紋滑塊20 和有螺紋滑塊27相當(dāng)一個(gè)V型塊從中間分割為兩部分，無螺紋滑塊20右上方和有螺紋滑塊27左上方設(shè)置成能構(gòu)成V字形槽的斜面，無螺紋滑塊20右上方和有螺紋滑塊27左上方的兩個(gè)構(gòu)成V字形槽的斜面和所述的徑向滑塊21底端面對稱的兩個(gè)斜面接觸連接，無螺紋滑塊20的底面和有螺紋滑塊27的底面和底面支撐板18的頂端面接觸連接。彈簧31套裝在無螺紋滑塊20和有螺紋滑塊27之間的1號螺栓19上。當(dāng)旋緊安裝在徑向加載系統(tǒng)外殼沈上的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30中的1號螺栓19時(shí)，無螺紋滑塊20和有螺紋滑塊27會在底面支撐板18的頂端面上滑動而向中間移動，給上方的徑向滑塊21向上的作用力，使徑向滑塊21向上移動；當(dāng)旋松1號螺栓19時(shí)，無螺紋滑塊20和有螺紋滑塊27由于彈簧31的作用力會在底面支撐板18的頂端面上滑動而向兩側(cè)移動，徑向滑塊21由于重力作用下移； 通過1號螺栓19調(diào)整好無螺紋滑塊20和有螺紋滑塊27向中間或向兩側(cè)移動的距離即徑向加載后，采用螺母觀擰緊固定再擰緊防松螺母四在伸出徑向加載機(jī)構(gòu)外殼26中的右支撐立柱的1號螺栓19上；通過徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30可使徑向加載機(jī)構(gòu)消除配合間隙，并進(jìn)行預(yù)緊。參閱圖3，所述的軸向加載機(jī)構(gòu)包括軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32、軸向滑塊33、側(cè)墊板 34、2號壓力傳感器35、軸向雙頭螺柱36、擺臂機(jī)構(gòu)37、軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38與軸向加載機(jī)構(gòu)框架。所述的側(cè)墊板34是一個(gè)矩形板類結(jié)構(gòu)件，側(cè)墊板34的四角處加工有圓頭滑槽，四個(gè)圓頭滑槽的內(nèi)側(cè)沿側(cè)墊板34的縱向均布有安裝軸向加載機(jī)構(gòu)框架的框架通孔。所述的軸向加載機(jī)構(gòu)框架由上橫梁、下橫梁、左立柱與右立柱組成，上橫梁、下橫梁、左立柱與右立柱固定安裝成一個(gè)封閉的長方形的框架。右立柱的上下兩端分別設(shè)置一個(gè)支腿(上支腿與下支腿)，上支腿與下支腿結(jié)構(gòu)相同并和軸向加載機(jī)構(gòu)框架所在的平面垂直，上支腿與下支腿(的中部)上設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線共線的回轉(zhuǎn)軸線垂直的用于安裝擺臂機(jī)構(gòu)37的上通孔與下通孔。軸向加載機(jī)構(gòu)框架的左端即結(jié)構(gòu)相同的上橫梁與下橫梁的左端設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線共線的回轉(zhuǎn)軸線垂直的用于安裝軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32的通孔(上螺栓通孔與下螺栓通孔)。右立柱的中心位置處設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線為水平的軸向加載通孔。所述的擺臂機(jī)構(gòu)37由上擺臂、下擺臂與擺臂豎梁組成。上擺臂與下擺臂結(jié)構(gòu)相同并呈L形狀的結(jié)構(gòu)件，上擺臂由矩形橫截面的上擺臂長臂與矩形橫截面的上擺臂短臂組成。下擺臂由矩形橫截面的下擺臂長臂與矩形橫截面的下擺臂短臂組成。上擺臂長臂的一端與上擺臂短臂的一端成直角的固定連接，下擺臂長臂的一端與下擺臂短臂的一端成直角的固定連接。上擺臂長臂加工有回轉(zhuǎn)軸線垂直的上長臂通孔，下擺臂長臂上加工有回轉(zhuǎn)軸線垂直的下長臂通孔，上長臂通孔的回轉(zhuǎn)軸線與下長臂通孔的回轉(zhuǎn)軸線共線。上擺臂短臂的右端面與矩形橫截面的擺臂豎梁上端的左端面固定連接，下擺臂短臂的右端面與矩形橫截面的擺臂豎梁下端的左端面固定連接，矩形橫截面的擺臂豎梁和上擺臂短臂與下擺臂短臂垂直。整個(gè)擺臂機(jī)構(gòu)37從上面看呈直角的L形，從側(cè)面看成門字形。擺臂機(jī)構(gòu)37套裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架的右端，擺臂機(jī)構(gòu)37中的擺臂豎梁位于軸向加載機(jī)構(gòu)框架中右立柱的右側(cè)，擺臂機(jī)構(gòu)37中的擺臂豎梁與軸向加載機(jī)構(gòu)框架中右立柱平行。所述的V型的軸向滑塊33和徑向滑塊21的結(jié)構(gòu)形狀相同，只不過徑向滑塊21是水平放置即大平面(頂面)向上放置，而軸向滑塊33是豎立地放置即大的平面向右放置， 軸向滑塊33的左側(cè)設(shè)置了上下對稱的成V字形的兩個(gè)斜面。所述的軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32包括2號螺栓、上無螺紋滑塊、下有螺紋滑塊、2號螺母、2號防松螺母和2號彈簧。軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32和徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30結(jié)構(gòu)相同，即 2號螺栓與1號螺栓19、上無螺紋滑塊與無螺紋滑塊20、下有螺紋滑塊與有螺紋滑塊27、2 號螺母與螺母觀、2號防松螺母與防松螺母四和2號彈簧與彈簧31結(jié)構(gòu)相同，軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32中各零件之間的裝配關(guān)系和徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30中各零件之間的裝配關(guān)系也相同，只不過徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30是水平放置即由無螺紋滑塊20右上方的斜面和有螺紋滑塊27左上方的斜面所構(gòu)成的V形槽向上，而軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32是豎立地放置在軸向加載機(jī)構(gòu)框架之內(nèi)的左端或者說豎立地安裝在結(jié)構(gòu)相同的上橫梁與下橫梁左端之間，由上無螺紋滑塊右下方的斜面和下有螺紋滑塊右上方的斜面所構(gòu)成的V形槽向右。軸向加載機(jī)構(gòu)框架采用螺栓固定在垂直放置的側(cè)墊板34上(因?yàn)閭?cè)墊板34是安裝在軸向加載支架9的設(shè)置有T形槽的垂直安裝板的側(cè)面上)，軸向加載機(jī)構(gòu)框架的縱向?qū)ΨQ面呈水平狀態(tài)，即軸向加載機(jī)構(gòu)框架右端的上支腿與下支腿和側(cè)墊板34垂直。擺臂機(jī)構(gòu)37通過長螺栓軸套裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架的右端成轉(zhuǎn)動連接，更準(zhǔn)確地說，擺臂機(jī)構(gòu)37 通過長螺栓軸套裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架右端的上支腿與下支腿上成轉(zhuǎn)動連接，水平地置于軸向加載機(jī)構(gòu)框架內(nèi)的軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38的右輸出端由軸向加載機(jī)構(gòu)框架中的右立柱中心位置處的加載通孔伸出并頂在擺臂機(jī)構(gòu)37中的擺臂豎梁的左端面上，擺臂機(jī)構(gòu)37中上擺臂的長臂端部的左側(cè)面和加載棒5上的軸承套6頂端面上的凸臺的右側(cè)面接觸連接，同時(shí)，擺臂機(jī)構(gòu)37中下擺臂的長臂端部的左側(cè)面和加載棒5上的軸承套6底端面上的長凸臺的右側(cè)面接觸連接。軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38的左輸出端通過軸向雙頭螺柱36連接2號壓力傳感器35的右端，2號壓力傳感器35的左端和豎立地放置在軸向加載機(jī)構(gòu)框架內(nèi)的軸向滑塊33的右端面接觸連接，軸向滑塊33左端成V字形的兩斜面和軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32中由上無螺紋滑塊右下方的斜面與下有螺紋滑塊右上方的斜面所構(gòu)成的
1V形槽接觸連接。軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32中的上無螺紋滑塊與下有螺紋滑塊的左端面和軸向加載機(jī)構(gòu)框架中左立柱的右端面接觸連接。如前所述，軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32與徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30結(jié)構(gòu)相同，但由于安裝方式不同，對軸向滑塊33施加的作用力是軸向的，通過軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32可使軸向加載機(jī)構(gòu)消除配合間隙，并進(jìn)行預(yù)緊。所述的扭矩加載機(jī)構(gòu)包括電力測功機(jī)13、高速彈簧管聯(lián)軸器11、安全防護(hù)罩12、 逆變器。電力測功機(jī)上安裝扭矩傳感器(因在電力測功機(jī)的內(nèi)部圖中沒有畫出扭矩傳感器)和轉(zhuǎn)速傳感器14，用來實(shí)時(shí)檢測加載的扭矩值和主軸轉(zhuǎn)速。電力測功機(jī)13安裝在測功機(jī)基座15上，測功機(jī)基座15安裝在地平鐵上，電力測功機(jī)13的輸出端通過高速彈簧管聯(lián)軸器11與套裝有軸承單元的加載棒5的右端連接，加載棒5的左端與被測高速電主軸4的右端固定連接，電力測功機(jī)13輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線、高速彈簧管聯(lián)軸器11的回轉(zhuǎn)軸線、加載棒5的回轉(zhuǎn)軸線與被測高速電主軸4的回轉(zhuǎn)軸線同在一條水平線上，軸向加載機(jī)構(gòu)和電力測功機(jī)13的輸出軸、高速彈簧管聯(lián)軸器11、加載棒5和抱夾機(jī)構(gòu)3上主軸通孔的回轉(zhuǎn)軸線平行，電力測功機(jī)13通過逆變器與電網(wǎng)連接，逆變器可將電力測功機(jī)13產(chǎn)生的電能反饋回電網(wǎng)。參閱圖4，所述的軸承單元包括軸承套6、左側(cè)密封圈39、左端蓋40、擋圈41、左側(cè)軸承42、兩軸承中間設(shè)置的套筒43、內(nèi)隔圈44、右側(cè)軸承45、右端蓋46和右側(cè)密封圈47， 其中左側(cè)軸承42與右側(cè)軸承45結(jié)構(gòu)相同，左側(cè)密封圈39與右側(cè)密封圈47結(jié)構(gòu)相同。右側(cè)軸承45、內(nèi)隔圈44、套筒43、左側(cè)軸承42與擋圈41依次裝入軸承套6的中心孔內(nèi)，左側(cè)軸承42內(nèi)圈的左端面和加載棒5上的軸肩接觸連接，左側(cè)軸承42內(nèi)圈右端面和套筒43的左端面接觸連接，套筒43的右端面和右側(cè)軸承45內(nèi)圈左端面接觸連接，左側(cè)軸承42外圈的左端面和擋圈41右側(cè)的凸圓環(huán)體接觸連接，右側(cè)軸承45外圈的右端面和軸承套6中心孔右端的圓環(huán)體接觸連接。安裝有右側(cè)密封圈47的右端蓋46和軸承套6的右端面固定連接，安裝有左側(cè)密封圈39的左端蓋40和軸承套6的左端面固定連接。加載棒5右端設(shè)置為階梯軸式結(jié)構(gòu)，所述的左側(cè)軸承42與右側(cè)軸承45為角接觸陶瓷球軸承，在被測高速電主軸4高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱較小，可靠性較高。軸承單元的左側(cè)通過加載棒5上的軸肩定位，軸承單元的右側(cè)通過軸向加載機(jī)構(gòu)上的擺臂機(jī)構(gòu)37壓緊定位。套筒43外的內(nèi)隔圈44起均勻分配潤滑油的作用，右端蓋46、右側(cè)密封圈47和左端蓋40、左側(cè)密封圈39起密封與防塵作用。軸承套6的中心處設(shè)置有安裝左側(cè)軸承42、右側(cè)軸承45、套筒43與內(nèi)隔圈44的由左至右的軸承通孔，軸承通孔的右端設(shè)置有起定位作用的圓環(huán)體，軸承通孔左端的孔口處設(shè)置有安裝擋圈41的圓環(huán)形槽，軸承套6的左端面與右端面的四角處設(shè)置有螺紋盲孔， 軸承套6頂面左側(cè)的中間位置設(shè)置一個(gè)加工有進(jìn)油孔8的矩形凸臺。軸承套6底面的右側(cè)設(shè)置一個(gè)用于放置擺臂機(jī)構(gòu)37中下擺臂的矩形通槽，軸承套6底面的左側(cè)設(shè)置一個(gè)起加載作用的半球形圓槽，半球形圓槽的回轉(zhuǎn)軸線和軸承套6上由左至右的軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交，或者說，半球形圓槽的回轉(zhuǎn)軸線和通過左側(cè)軸承42與右側(cè)軸承45裝入軸承通孔中的加載棒5的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交并處于垂直平面內(nèi)。工作時(shí)軸承套6底面上的半球形圓槽和徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M的由徑向加載機(jī)構(gòu)外殼26中外殼上橫梁伸出的上輸出端接觸連接，實(shí)現(xiàn)徑向加載機(jī)構(gòu)向加載棒5加載徑向力。軸承套6半球形圓槽前方的底面上設(shè)置一個(gè)和軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線平行的圓頭滑槽，圓頭滑槽的寬度和徑向加載機(jī)構(gòu)中外殼上橫梁的短銷25直徑相同。也就是說，徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈(即徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈中外殼上橫梁)頂面上的短銷25與所述的起加載作用的圓頭滑槽配合，軸承套6可在軸向方向有相對移動，但限制軸承套6繞其軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。安裝在加載棒5上的軸承套6的底面和徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈的(即徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈中外殼上橫梁的)頂面并不接觸，如前所述，徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈(即徑向加載機(jī)構(gòu)外殼沈中外殼上橫梁)頂面上的短銷25與所述的起定位作用的圓頭滑槽配裝在一起。根據(jù)具體工作需要進(jìn)行徑向力加載時(shí)，調(diào)整徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30使徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M上移，進(jìn)行預(yù)緊，對徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M發(fā)送電信號，對加載棒5 進(jìn)行徑向動態(tài)加載。進(jìn)行軸向力加載時(shí)，調(diào)整軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)32使軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38右移，推動擺臂機(jī)構(gòu)37進(jìn)行預(yù)緊，對軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38發(fā)送電信號，對加載棒5進(jìn)行軸向加載。進(jìn)行扭矩加載時(shí)，通過自動控制系統(tǒng)對電力測功機(jī)13發(fā)送控制命令， 即可進(jìn)行加載。在徑向和軸向加載時(shí)，可通過控制徑向和軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)施加預(yù)緊力的大小對加載力進(jìn)行大幅度地手動調(diào)節(jié)；徑向力、軸向力和扭矩的加載可同時(shí)進(jìn)行，也可分別進(jìn)行。本發(fā)明中所述軸向加載機(jī)構(gòu)與徑向加載機(jī)構(gòu)均設(shè)置有冷卻裝置，徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M與軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38外設(shè)置散熱片和散熱套，另外，徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M與軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38所對應(yīng)的外殼上均設(shè)置軸向散熱風(fēng)扇7、徑向散熱風(fēng)扇10與通風(fēng)口。本發(fā)明為所述的左側(cè)軸承42與右側(cè)軸承45設(shè)置油氣潤滑系統(tǒng)，油氣潤滑系統(tǒng)包括潤滑系統(tǒng)支架和油氣發(fā)生器，設(shè)置兩個(gè)油氣噴嘴通過進(jìn)油口 8分別對應(yīng)左側(cè)軸承42與右側(cè)軸承45，油氣發(fā)生器由所述自動控制系統(tǒng)發(fā)出命令控制。3.自動控制系統(tǒng)參閱圖5，圖中為本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置中自動控制系統(tǒng)的原理圖。1號壓力傳感器22、2號壓力傳感器35、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器14對加載的徑向力、 軸向力、扭矩以及被測高速電主軸4的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，檢測信號經(jīng)放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換傳輸至上位工控機(jī)，在控制界面中顯示，控制界面使用VB編寫。上位工控機(jī)將控制命令輸出至被測高速電主軸4、電力測功機(jī)13、徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器M與軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器38，對高速電主軸動態(tài)加載裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置在使用時(shí)，通過自動控制系統(tǒng)的控制，被測高速電主軸4可實(shí)現(xiàn)啟動、停止、高速、低速、以及恒功率、恒扭矩轉(zhuǎn)動等功能。對被測高速電主軸4進(jìn)行徑向力和軸向力加載時(shí)，可實(shí)時(shí)改變加載力和頻率的大小，也可以根據(jù)設(shè)定好的曲線、波形進(jìn)行的加載。對被測高速電主軸4進(jìn)行扭矩加載時(shí)，可實(shí)現(xiàn)恒功率和恒扭矩兩種加載方式，電力測功機(jī)13將產(chǎn)生的電能回饋電網(wǎng)，節(jié)省能源。本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置中的控制界面可輸出徑向加載力、軸向加載力和加載扭矩的曲線，還可輸出被測高速電主軸4各種模擬工況下的動力性曲線。當(dāng)加載力、加載扭矩、主軸轉(zhuǎn)速等數(shù)值超過正常范圍時(shí)，控制系統(tǒng)報(bào)警并采取相應(yīng)安全措施。本發(fā)明所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置中的實(shí)施例是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解和應(yīng)用本發(fā)明，如果相關(guān)的技術(shù)人員在堅(jiān)持本發(fā)明基本技術(shù)方案的情況下做出不需要經(jīng)過創(chuàng)造性勞動的等效結(jié)構(gòu)變化或各種修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置包括支撐部分和加載部分；所述的支撐部分包括主軸基座、軸向加載支架(9)、徑向加載墊板(16)和測功機(jī)基座 (15)，其中主軸基座包括主軸墊板(1)、調(diào)整墊片( 與抱夾機(jī)構(gòu)(3)；所述的加載部分包括徑向加載機(jī)構(gòu)、軸向加載機(jī)構(gòu)、扭矩加載機(jī)構(gòu)、加載棒( 和軸承單元，其中扭矩加載機(jī)構(gòu)包括電力測功機(jī)(13)、高速彈簧管聯(lián)軸器(11)和逆變器；調(diào)整墊片( 與抱夾機(jī)構(gòu)( 依次疊置在主軸墊板(1)上并采用螺栓固定連接，電力測功機(jī)(13)固定在測功機(jī)基座(15)上，電力測功機(jī)(13)的輸出端通過高速彈簧管聯(lián)軸器 (11)和加載棒( 右端連接，加載棒( 左端和安裝在抱夾機(jī)構(gòu)(3)中的被測高速電主軸 (4)的右端連接，電力測功機(jī)(1 輸出軸、高速彈簧管聯(lián)軸器(11)、加載棒( 和抱夾機(jī)構(gòu) (3)主軸通孔的回轉(zhuǎn)軸線同處于一條水平線上，軸承單元套裝在加載棒(5)上，安裝在徑向加載墊板(16)上的徑向加載機(jī)構(gòu)處于軸承單元的正下方為接觸連接，軸向加載機(jī)構(gòu)的一端安裝在軸向加載支架(9)上，另一端和軸承單元接觸連接，電力測功機(jī)(1 和逆變器電線連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的徑向加載機(jī)構(gòu)包括底面支撐板(18)、徑向滑塊、1號壓力傳感器(22)、徑向雙頭螺柱(23)、徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器(M)、短銷(25)、徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)與徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)；豎直地處于徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)內(nèi)的徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器04)的上輸出端由徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)中的外殼上橫梁伸出，徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器04)的下輸出端通過徑向雙頭螺柱連接1號壓力傳感器0 的上端，1號壓力傳感器0 的下端和徑向滑塊的頂面接觸連接，徑向滑塊底面和安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)上的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)接觸連接，徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)的下端和底面支撐板(18)的頂端螺栓固定連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)由左支撐立柱、右支撐立柱與外殼上橫梁組成；外殼上橫梁的中心位置設(shè)置有一個(gè)用于伸出徑向加載壓電陶瓷驅(qū)動器04)上輸出端的驅(qū)動器通孔，驅(qū)動器通孔左上方設(shè)置一個(gè)短銷(25)，左支撐立柱上端與右支撐立柱上端和外殼上橫梁的左右端面螺栓固定連接，左支撐立柱與右支撐立柱結(jié)構(gòu)相同，左支撐立柱與右支撐立柱的中部沿縱向分別設(shè)置有長條形通孔，左支撐立柱與右支撐立柱的下端均布有螺栓通孔，螺栓通孔的上方設(shè)置有用于安裝徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)的左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔，左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔的回轉(zhuǎn)軸線共線并和外殼上橫梁中心位置的驅(qū)動器通孔的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交。
4.按照權(quán)利要求2所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)包括1號螺栓(19)、無螺紋滑塊(20)、有螺紋滑塊(27)、螺母( )、防松螺母 (29)和彈簧(31)；1號螺栓(19)安裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼06)中的左支撐立柱與右支撐立柱下端的左調(diào)整通孔與右調(diào)整通孔內(nèi)，無螺紋滑塊00)和有螺紋滑塊(XT)套裝在徑向加載機(jī)構(gòu)外殼 (26)的左支撐立柱與右支撐立柱之間1號螺栓(19)上，無螺紋滑塊00)的底面和有螺紋滑塊(XT)的底面和徑向加載機(jī)構(gòu)中的底面支撐板(18)的頂端面接觸連接，彈簧(31)套裝在無螺紋滑塊00)和有螺紋滑塊、τ )之間的1號螺栓(19)上，螺母08)與防松螺母 (29)依次擰緊固定在伸出右支撐立柱的1號螺栓(19)上。
5.按照權(quán)利要求1所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的軸向加載機(jī)構(gòu)包括軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(32)、軸向滑塊(33)、側(cè)墊板(34)、2號壓力傳感器(35)、軸向雙頭螺柱(36)、擺臂機(jī)構(gòu)(37)、軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器(38)與軸向加載機(jī)構(gòu)框架；軸向加載機(jī)構(gòu)框架采用螺栓固定在垂直放置的側(cè)墊板(34)上，軸向加載機(jī)構(gòu)框架的縱向?qū)ΨQ面呈水平位置，軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(3 安裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架之內(nèi)的左端，軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(3 與右側(cè)的軸向滑塊(3 接觸連接，軸向滑塊(3 的右端面與2號壓力傳感器(3 的左端接觸連接，2號壓力傳感器(3 的右端通過軸向雙頭螺柱(36)連接軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器(38)的左輸出端，軸向加載壓電陶瓷驅(qū)動器(38)的右輸出端由軸向加載機(jī)構(gòu)框架中的右立柱中心位置處的加載通孔伸出并和套裝在軸向加載機(jī)構(gòu)框架的右端成轉(zhuǎn)動連接的擺臂機(jī)構(gòu)(37)中的擺臂豎梁的左端面接觸連接。
6.按照權(quán)利要求5所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的軸向加載機(jī)構(gòu)框架由上橫梁、下橫梁、左立柱與右立柱組成；上橫梁、下橫梁、左立柱與右立柱固定安裝成一個(gè)封閉的長方形的框架，右立柱的上端設(shè)置一個(gè)上支腿，右立柱的下端設(shè)置一個(gè)下支腿，上支腿與下支腿和軸向加載機(jī)構(gòu)框架所在的平面垂直，上支腿與下支腿上設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線共線與垂直的上通孔與下通孔，軸向加載機(jī)構(gòu)框架的左端設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線共線與垂直的用于安裝軸向位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(32)的上螺栓通孔與下螺栓通孔，右立柱的中心位置處設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸線為水平的軸向加載通孔。
7.按照權(quán)利要求5所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的擺臂機(jī)構(gòu) (37)由上擺臂、下擺臂與擺臂豎梁組成；上擺臂與下擺臂結(jié)構(gòu)相同并呈L形狀的結(jié)構(gòu)件，上擺臂由矩形橫截面的上擺臂長臂與矩形橫截面的上擺臂短臂組成，下擺臂由矩形橫截面的下擺臂長臂與矩形橫截面的下擺臂短臂組成，上擺臂長臂的一端與上擺臂短臂的一端成直角的固定連接，下擺臂長臂的一端與下擺臂短臂的一端成直角的固定連接，上擺臂長臂加工有回轉(zhuǎn)軸線垂直的上長臂通孔， 下擺臂長臂上加工有回轉(zhuǎn)軸線垂直的下長臂通孔，上長臂通孔的回轉(zhuǎn)軸線與下長臂通孔的回轉(zhuǎn)軸線共線，上擺臂短臂的右端面與矩形橫截面的擺臂豎梁上端的左端面固定連接，下擺臂短臂的右端面與矩形橫截面的擺臂豎梁下端的左端面固定連接，矩形橫截面的擺臂豎梁和上擺臂短臂與下擺臂短臂垂直。
8.按照權(quán)利要求1所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的軸承單元包括軸承套(6)、左側(cè)密封圈(39)、左端蓋(40)、擋圈(41)、左側(cè)軸承(42)、套筒(4 、內(nèi)隔圈(44)、右側(cè)軸承(45)、右端蓋(46)和右側(cè)密封圈(47)，其中左側(cè)軸承(42)與右側(cè)軸承 (45)結(jié)構(gòu)相同，左側(cè)密封圈(39)與右側(cè)密封圈(47)結(jié)構(gòu)相同；右側(cè)軸承0 、內(nèi)隔圈(44)、套筒(43)、左側(cè)軸承0 與擋圈依次裝入軸承套 (6)的中心孔內(nèi)，左側(cè)軸承0 內(nèi)圈右端面和套筒的左端面接觸連接，套筒的右端面和右側(cè)軸承0 內(nèi)圈左端面接觸連接，左側(cè)軸承0 外圈的左端面和擋圈Gl)右側(cè)的凸圓環(huán)體接觸連接，右側(cè)軸承0 外圈的右端面和軸承套(6)中心孔的右端圓環(huán)體接觸連接，內(nèi)隔圈G4)套裝在左側(cè)軸承0 與右側(cè)軸承0 之間的套筒上，安裝有右側(cè)密封圈G7)的右端蓋06)和軸承套(6)的右端面固定連接，安裝有左側(cè)密封圈(39)的左端蓋GO)和軸承套(6)的左端面固定連接。
9.按照權(quán)利要求8所述的高速電主軸動態(tài)加載裝置，其特征在于，所述的軸承套(6) 的中心處設(shè)置有安裝左側(cè)軸承(42)、右側(cè)軸承(45)、套筒與內(nèi)隔圈04)的軸承通孔， 軸承通孔的右端設(shè)置有起定位作用的圓環(huán)體，軸承通孔左端的孔口處設(shè)置有安裝擋圈Gl) 的圓環(huán)形槽，軸承套(6)的左端面與右端面的四角處設(shè)置有螺紋盲孔，軸承套(6)頂面左側(cè)的中間位置設(shè)置一個(gè)加工有進(jìn)油孔(8)的矩形凸臺，軸承套(6)底面的右側(cè)設(shè)置一個(gè)用于放置擺臂機(jī)構(gòu)(37)中下擺臂的矩形通槽，軸承套(6)底面的左側(cè)設(shè)置一個(gè)起加載作用的半球形圓槽，半球形圓槽的回轉(zhuǎn)軸線和軸承套(6)上的軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交，軸承套(6)半球形圓槽前方的底面上設(shè)置一個(gè)和軸承通孔的回轉(zhuǎn)軸線平行的圓頭滑槽，圓頭滑槽的寬度和徑向加載機(jī)構(gòu)中外殼上橫梁的短銷05)直徑相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速電主軸動態(tài)加載裝置，包括支撐部分和加載部分。支撐部分包括主軸基座、軸向加載支架、徑向加載墊板和測功機(jī)基座。主軸基座包括主軸墊板、調(diào)整墊片與抱夾機(jī)構(gòu)。加載部分包括徑向加載機(jī)構(gòu)、軸向加載機(jī)構(gòu)、扭矩加載機(jī)構(gòu)、加載棒和軸承單元。扭矩加載機(jī)構(gòu)包括電力測功機(jī)和高速彈簧管聯(lián)軸器。調(diào)整墊片與抱夾機(jī)構(gòu)疊置在主軸墊板上固連，電力測功機(jī)固定在測功機(jī)基座上，電力測功機(jī)通過高速彈簧管聯(lián)軸器和加載棒右端連接，加載棒左端和安裝在抱夾機(jī)構(gòu)中被測高速電主軸右端連接。軸承單元套裝在加載棒上，徑向加載機(jī)構(gòu)安裝在徑向加載墊板上并處于軸承單元的正下方，軸向加載機(jī)構(gòu)一端安裝在軸向加載支架上，另一端和軸承單元接觸連接。
文檔編號G01M13/02GK102426097SQ20111022638
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者呼燁, 朱巖, 李國發(fā), 楊兆軍, 王凱, 王微, 申桂香, 陳菲 申請人:吉林大學(xué)