一種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]創(chuàng)新能力的建設(shè)是《高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備》國(guó)家重大科技專項(xiàng)的重要內(nèi)容。2010年以來，數(shù)控專項(xiàng)已經(jīng)布局了包括高速?gòu)?fù)合數(shù)控機(jī)床、精密超精密加工、磨削、齒輪加工、刀具以及數(shù)控系統(tǒng)等十多個(gè)創(chuàng)新能力平臺(tái)的建設(shè)，靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)是精密超精密數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件，它對(duì)工件起支承作用并帶動(dòng)其進(jìn)行高精度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于具有低摩擦，高承載能力，在精密機(jī)床，航空航天，船舶，重型機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其承載性能、動(dòng)態(tài)性能及穩(wěn)定性對(duì)于精密機(jī)床的加工能力及加工精度有著重要的影響。具體表現(xiàn)在:靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于其導(dǎo)軌面的制造誤差、偏置載荷等因素引起的振動(dòng)也會(huì)增強(qiáng)，偏載嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌面和油墊接觸的概率增加，進(jìn)而導(dǎo)致油膜失效，影響轉(zhuǎn)臺(tái)正常運(yùn)行，此夕卜，供油壓力的波動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)工作臺(tái)面的變形等都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行產(chǎn)生影響進(jìn)而影響工件的加工質(zhì)量，所以需要深入分析轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度、制造誤差、偏載，導(dǎo)軌面變形等因素對(duì)靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)靜態(tài)的影響規(guī)律，剖析影響轉(zhuǎn)臺(tái)持續(xù)運(yùn)行的制約因素，形成一套精密超精密靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)靜動(dòng)分析理論。
[0003]精密超精密靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)一般采用的是定壓式供油，而節(jié)流器作為定壓式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的重要部件，直接影響靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)靜性能，本發(fā)明主要針對(duì)一臺(tái)液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，設(shè)計(jì)了一種可變更節(jié)流器的裝置，可以研究不同節(jié)流器類型在不同工作壓力、轉(zhuǎn)速、偏載等工況下對(duì)靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)承載性能的影響規(guī)律，降低了建立靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的加工和使用成本，為研制高承載、高精度的精密超精密靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要針對(duì)靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)基礎(chǔ)性研究發(fā)明設(shè)計(jì)了一種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管節(jié)流器、小孔節(jié)流器和薄膜反饋節(jié)流器的更換及進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0006]—種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)信號(hào)采集處理系統(tǒng)，液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)由圓形支承油墊、環(huán)形預(yù)載油墊、徑向軸承三部分構(gòu)成，其中圓形止推油墊提供支承，環(huán)形止推油墊提供預(yù)緊，形成閉式支承結(jié)構(gòu)，增加了靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度，安裝的二個(gè)四腔徑向軸承控制轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向位移和傾覆力矩，支承油墊可以通過不同節(jié)流器提供支承，徑向軸承采用圓凸臺(tái)間隙節(jié)流器，均勻分布在轉(zhuǎn)臺(tái)體的內(nèi)側(cè)壁上；供油系統(tǒng)配備二臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)電機(jī)控制齒輪栗把油液從粗過濾器，經(jīng)單向閥，精過濾器流入到靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)中，另一臺(tái)電機(jī)控制齒輪栗實(shí)現(xiàn)油液強(qiáng)制回油。供油系統(tǒng)配有溫控柜，使油液制冷溫度控制在23度；傳動(dòng)系統(tǒng)通過電機(jī)帶動(dòng)多楔帶經(jīng)降速后傳遞到主軸上；通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把節(jié)流器安裝到轉(zhuǎn)臺(tái)體外側(cè)，方便更換，可以分別采用毛細(xì)管節(jié)流器、小孔節(jié)流器和薄膜反饋節(jié)流器，每個(gè)節(jié)流器都由兩部分組成，一部分為底座，另一部分為節(jié)流部分，通過四個(gè)小螺釘連接，另用四個(gè)大螺釘將其固定在轉(zhuǎn)臺(tái)體的外表面上；流量計(jì)和壓力表分別設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)油口和油箱上，用來測(cè)量油液入口流量和靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的供油壓力；轉(zhuǎn)臺(tái)基座提供安放轉(zhuǎn)臺(tái)及測(cè)試裝置。
[0007]—種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置包括動(dòng)態(tài)信號(hào)采集處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括激振器、力傳感器、電渦流位移傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和LMS信號(hào)采集系統(tǒng)及PC機(jī)。激振器一端通過固定裝置用軟繩自由懸掛，另一端通過磁座安放在靜壓旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，激振位置為，通過LMS信號(hào)采集系統(tǒng)輸出激勵(lì)信號(hào)經(jīng)功率放大器控制激振器頻率；力傳感器安裝在激振器的連接桿上，信號(hào)反饋到信號(hào)前置放大器然后輸入到LMS信號(hào)采集系統(tǒng)，然后用送到PC機(jī)；壓力傳感器的探頭埋入轉(zhuǎn)臺(tái)體油墊油腔內(nèi)部，外端伸出八個(gè)端頭，為了方便連接和整理，對(duì)外部連接部分采取封裝辦法，一端連接壓力傳感器輸出端，另一端通過數(shù)據(jù)輸入線直接連接到LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；溫度傳感器的探頭埋入轉(zhuǎn)臺(tái)體油墊油腔內(nèi)部，輸出端可以連接數(shù)顯，也可以通過轉(zhuǎn)換裝置連接到LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；電渦流位移傳感器探頭上刻有螺紋，將探頭深入磁座孔內(nèi)并指向工作臺(tái)底面，磁座通過螺釘連接固定在轉(zhuǎn)臺(tái)體上；加速度傳感器八個(gè)通過磁座均勾吸附在靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，并與每個(gè)油墊位置相對(duì)應(yīng)，用來對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行模態(tài)測(cè)試。
[0008]—種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)信號(hào)采集處理系統(tǒng)，所述液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)安裝在靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)基座上(12)，包括旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(1)、轉(zhuǎn)臺(tái)體(2)、圓凸臺(tái)間隙節(jié)流器(3)、可更換節(jié)流器(4)、主軸系統(tǒng)(8)和圓形靜壓油墊(37)。
[0009]液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)臺(tái)體(2)由圓形支承油墊、環(huán)形預(yù)載油墊、徑向軸承三部分構(gòu)成，其中圓形止推油墊提供支承，環(huán)形止推油墊提供預(yù)緊，形成閉式支承結(jié)構(gòu)，增加了轉(zhuǎn)臺(tái)體(2)的剛度，安裝的二個(gè)四腔徑向軸承控制轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向位移和傾覆力矩，支承油墊可以通過不同節(jié)流器提供支承，徑向軸承采用圓凸臺(tái)間隙節(jié)流器，均勻分布在轉(zhuǎn)臺(tái)體的內(nèi)側(cè)壁上。
[0010]所述圓形靜壓油墊(37)共八個(gè)呈均勻分布安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)體(2)上，并由定壓供油系統(tǒng)(26)供油；靜壓油墊(37)上面放置旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(1)，工作臺(tái)與主軸(8)栓接連接，主軸
(8)通過轉(zhuǎn)臺(tái)體上的二個(gè)四腔徑向軸承(38)實(shí)現(xiàn)定位和抵抗傾覆載荷，液壓油通過圓凸臺(tái)間隙節(jié)流器(3)進(jìn)入徑向軸承；在靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)主軸底部安裝有環(huán)形靜壓軸承(39)，與支承油墊形成閉式結(jié)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(1)安放在轉(zhuǎn)臺(tái)基座(12)上。
[0011]所述主軸(8)是通過傳動(dòng)系統(tǒng)采用多楔帶降速傳遞的運(yùn)動(dòng)。
[0012]所述定壓供油系統(tǒng)(26)是液壓油經(jīng)吸油粗過濾器(32)由電機(jī)(30)帶動(dòng)齒輪栗
(29)再經(jīng)過單向閥(31)、精過濾器(27)流入可更換節(jié)流器(4)，最終流入油墊油腔(14)內(nèi)部；定壓系統(tǒng)配有溢流閥、回油和強(qiáng)制回油系統(tǒng)，強(qiáng)制回油由電機(jī)帶動(dòng)齒輪栗實(shí)現(xiàn)；供油系統(tǒng)配有溫控柜，制冷溫度控制在23度。
[0013]通過對(duì)靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將可更換節(jié)流器(4)安裝到轉(zhuǎn)臺(tái)體外側(cè)，方便更換，可更換節(jié)流器(4)為毛細(xì)管節(jié)流器(35)、小孔節(jié)流器(34)、薄膜反饋節(jié)流器(36);毛細(xì)管節(jié)流器(35)、小孔節(jié)流器(34)、薄膜反饋節(jié)流器(36)都由兩部分組成，一部分為底座，另一部分為節(jié)流部分，通過四個(gè)小螺釘連接，另用四個(gè)大螺釘將其固定在轉(zhuǎn)臺(tái)體的外表面上
(33)ο
[0014]動(dòng)態(tài)信號(hào)采集處理系統(tǒng)包括激振器(19)、力傳感器(20)、電渦流位移傳感器(5)、溫度傳感器(6)、壓力傳感器(7)、LMS信號(hào)采集系統(tǒng)和PC機(jī)。
[0015]激振器(19) 一端通過固定裝置用軟繩自由懸掛，另一端通過磁座安放在靜壓旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(1)上，激振位置為(16)，通過LMS信號(hào)采集系統(tǒng)輸出激勵(lì)信號(hào)經(jīng)功率放大器控制激振器頻率。力傳感器(20)安裝在激振器(19)的連接桿上，信號(hào)反饋到信號(hào)前置放大器然后輸入到LMS信號(hào)采集系統(tǒng)，然后用送到PC機(jī)。
[0016]壓力傳感器(7)的探頭埋入轉(zhuǎn)臺(tái)體油墊油腔(14)內(nèi)部，外端伸出八個(gè)端頭，為方便連接和整理，對(duì)外部連接部分采取封裝辦法，一端連接壓力傳感器輸出端，另一端通過數(shù)據(jù)輸入線直接連接到LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0017]溫度傳感器￠)的探頭埋入轉(zhuǎn)臺(tái)體油墊油腔(14)內(nèi)部，輸出端連接數(shù)顯，也通過轉(zhuǎn)換裝置連接到LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0018]電渦流位移傳感器(5)探頭上刻有螺紋，將探頭深入磁座孔內(nèi)并指向工作臺(tái)底面，磁座通過螺釘連接固定在轉(zhuǎn)臺(tái)體上。
[0019]加速度傳感器(17)八個(gè)通過磁座均勻吸附在靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(1)上，并與每個(gè)靜壓油墊(37)位置相對(duì)應(yīng)，用來測(cè)試工作臺(tái)的振型。
[0020]相對(duì)現(xiàn)有靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)裝置，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021 ] 1、本裝置可以更換不同節(jié)流器。
[0022]2、本裝置可以通過施加動(dòng)態(tài)載荷(階躍載荷、正弦載荷等)測(cè)試靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)在偏載或不同激振頻率下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；可以改變轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度測(cè)試溫度及速度對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)靜態(tài)特性的影響；可以通過加速度傳感器對(duì)靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行模態(tài)測(cè)試。
[0023]3、本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，為靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)基礎(chǔ)性研究提供了一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
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【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)示意圖。
[0025]圖2a)是本發(fā)明靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)體上八個(gè)圓形油墊的分布圖。
[0026]圖2b)是本發(fā)明電渦流位移傳感器的安裝位置圖。
[0027]圖2c)是本發(fā)明壓力傳感器的安裝位置圖。
[0028]圖2d)是本發(fā)明溫度傳感器的安裝位置圖。
[0029]圖3是本發(fā)明加速度傳感器及激振點(diǎn)的安放位置圖。
[0030]圖4是本發(fā)明可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置中動(dòng)態(tài)信號(hào)采集處理系統(tǒng)示意圖。
[0031]圖5是本發(fā)明可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置的供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖6是本發(fā)明中各節(jié)流器結(jié)構(gòu)圖及其安裝位置圖。
[0033]圖7是本發(fā)明中圓形靜壓油墊、徑向軸承和環(huán)形靜壓油墊的位置圖。
[0034]圖中:1.旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)；2.轉(zhuǎn)臺(tái)體；3.圓凸臺(tái)間隙節(jié)流器；4.節(jié)流器；5.電禍流位移傳感器；6.溫度傳感器；7.壓力傳感器；8.主軸系統(tǒng)；9.數(shù)據(jù)連接線；10.LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；11.PC機(jī)；12.靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)基座；13.圓形靜壓油墊封油邊；14.圓形靜壓油墊油腔；15.回油槽；16.激振點(diǎn)位置；17.加速度傳感器；18.軟繩；19.激振器；20.力傳感器；21.數(shù)據(jù)連接線；22.至靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)油管路；23.可調(diào)壓力表；24.回油管路；25.強(qiáng)制回油管路；26.定壓供油系統(tǒng)；27.精過濾器；28.溢流閥；29.齒輪栗；30.電機(jī)；31.單向閥；
32.粗過濾器；33.節(jié)流器安裝位置；34.小孔節(jié)