[发明专利]一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台

说明书

本发明属于机械设备可靠性测试技术领域，具体的说是一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台。本发明包括主轴安装部分、机械加载部分、状态监测部分和电路控制部分。在主轴安装部分中，通过V型结构定位，主轴A安装部分、主轴B安装部分与地平铁配合调节，可实现不同尺寸外径的电主轴之间的定位与对中。在机械加载部分中，主加载块和从加载块间通过锥面接触传递转矩，同时产生附加径向力和附加轴向力，实现对刀具实际切削工况的模拟。在状态监测部分中，通过两个支架安装传感器对电主轴状态进行监测。在电路控制部分中，变频器A和变频器B之间采用直流母线反馈电流达到能源再利用的目的。本发明解决了现有电主轴可靠性试验台可靠性差、试验效率低、试验成本高等问题。

技术领域

本发明属于机械设备可靠性测试技术领域，具体的说是一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台。

背景技术

数控机床作为机械制造行业的工业母机，是现代化发展的重要基石。国产中高档数控机床与进口数控机床相比可靠性水平偏低，致使国产中高档数控机床的市场占有率低，制约国产数控机床行业的发展。电主轴作为数控机床的关键功能部件之一，其可靠性水平的高低直接影响了数控机床整机的可靠性。

在实际切削过程中，电主轴主要受到径向力、轴向力和扭矩三种动态力，且不同刀具、不同工艺的情况下三种动态力的变化及其相互之间的关系差异较大。通过可靠性试验能主动激发各种潜在故障，进而进行可靠性评价、故障分析和改进设计，是提高产品可靠性的主要技术途径。可靠性现场试验的周期长、效率低，试验条件不可控，随着装备制造的迅速发展，产品更新周期不断缩短，单纯依靠现场跟踪试验已不能满足新产品开发和可靠性增长周期的要求。借鉴汽车、航空航天装备可靠性台架试验的成功经验，可靠性台架加速试验方法的研究逐渐引起机床行业的重视。加速试验必须遵循两个原则：一是不能改变故障模式，二是不能改变故障机理，因此必须模拟真实工况，在允许的工况范围内进行加速试验。为模拟出电主轴实际工况，需研制电主轴可靠性试验台。

目前，公知的电主轴可靠性试验台是由底座、电主轴、加载单元、加载机构、联轴器和测功机组成。测功机作为一个动力源，主要对电主轴施加扭矩载荷。加载机构的动力源主要对电主轴施加切削力，常见的有压电陶瓷、液压缸、音圈电机等。一般在电主轴可靠性试验台中包括的附加设备越多，电主轴可靠性试验台的可靠性相对越低。因此，带有多个动力源的电主轴可靠性试验台的可靠性水平相对较低，试验台的故障概率比电主轴的故障概率还高，这样的试验台不仅增加了电主轴可靠性试验台的搭建成本和维修成本，而且降低了电主轴可靠性试验的效率。

发明内容

本发明提供了一种结构简单的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台，解决了现有电主轴可靠性试验台可靠性差、试验效率低、试验成本高等问题。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台，该试验台包括电主轴A安装部分1、点激光位移传感器安装部分2、机械加载部分3、线激光位移传感器安装部分4、电主轴B安装部分5、地平铁6和控制部分7；所述的电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5固定在地平铁6上；所述的点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4设置在电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5之间，并固定在地平铁6上；所述的机械加载部分3设置在点激光位移传感器安装部分2和线激光位移传感器安装部分4之间，其一端与电主轴A安装部分1固定，另一端与电主轴B安装部分5固定；所述的控制部分与电主轴A安装部分1和电主轴B安装部分5相连。

所述的地平铁6放置在水平地面上，其上开有键槽和T型槽。