一種主軸軸向靜剛度測試裝置及其使用方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及機床主軸性能測試領域，特別是涉及一種主軸軸向靜剛度測試裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]主軸是機床的核心功能部件，其性能直接影響到機床整機的性能。主軸軸向靜剛度是指主軸單元在軸向載荷的作用下抵抗變形的能力，通常以主軸轉(zhuǎn)子前端產(chǎn)生單位軸向位移時，在軸向位移方向上所施加的載荷來表示主軸的軸向靜剛度。主軸的軸向靜剛度作為評定數(shù)控機床整機質(zhì)量和主軸單元設計的一項重要指標，不僅會影響加工部件的幾何精度和表面質(zhì)量，也是預測主軸動態(tài)特性、軸承壽命和噪聲的基礎。
[0003]目前，國內(nèi)外已有很多關(guān)于主軸軸向靜剛度的測試裝置，但是已有的測試裝置只是針對某一種型號的主軸進行軸向靜剛度的測試，這就對具有不同外徑的主軸單元的軸向剛度的測試造成了很大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可對不同直徑的主軸進行軸向加載，并同時測量位移和載荷大小的主軸軸向靜剛度測試裝置。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種主軸軸向靜剛度測試裝置，其特征在于，包括鎖緊桿支架組件、傳感器支架組件、傳感器組件和數(shù)據(jù)采集和處理組件。所述鎖緊桿支架組件包括鎖緊桿支架底板、鎖緊桿安裝板、鎖緊桿套環(huán)、鎖緊桿；所述鎖緊桿支架底板用于固定鎖緊桿安裝板，所述鎖緊桿安裝板設有鎖緊桿安裝板滑動槽，所述鎖緊桿套環(huán)可沿所述鎖緊桿安裝板滑動槽移動，所述鎖緊桿通過螺紋副與所述鎖緊桿套環(huán)連接，所述傳感器支架組件包括傳感器支架底板、力傳感器支架、位移傳感器安裝板，所述傳感器支架底板用于安裝固定力傳感器支架和位移傳感器安裝板，所述力傳感器支架設有力傳感器支架滑動槽，所述位移傳感器安裝板設有兩平行滑動槽，所述傳感器組件包括力傳感器組件和位移傳感器，所述力傳感器組件包括力傳感器、兩個力傳感器頂桿，所述力傳感器可沿所述力傳感器支架上的滑動槽移動，所述力傳感器頂桿一端設計為球形，另一端安裝在力傳感器上，所述位移傳感器可沿所述位移傳感器安裝板上的滑動槽移動。所述數(shù)據(jù)采集和處理組件包括計算機和NI數(shù)據(jù)采集卡，所述計算機用于顯示主軸軸向力-軸向位移的靜剛度曲線，所述NI數(shù)據(jù)采集卡用于采集所述力傳感器測量得到的軸向力和所述位移傳感器采集到的軸向位移。
[0006]所述位移傳感器安裝板設有兩平行滑動槽，其中一個設計為位移傳感器滑動槽，另一個設計為力傳感器滑動槽。
[0007]所述鎖緊桿安裝板滑動槽中心平面、力傳感器支架滑動槽和力傳感器滑動槽的中心平面共面，所述位移傳感器滑動槽與所述力傳感器滑動槽中心平面平行。
[0008]所述力傳感器頂桿一端設計為球形，保證了鎖緊桿與力傳感器、力傳感器與主軸單元接觸為點接觸，另一端安裝在力傳感器上。
[0009]—種主軸軸向靜剛度測試裝置的使用方法，包括以下步驟:
[0010](1)根據(jù)主軸的直徑調(diào)節(jié)鎖緊桿套環(huán)、鎖緊桿、力傳感器組件、位移傳感器與主軸單元轉(zhuǎn)子的相對位置；
[0011](2)用力矩扳手旋轉(zhuǎn)鎖緊桿逐漸加載軸向載荷，通過NI數(shù)據(jù)采集卡分別采集幾組軸向載荷和相應的軸向位移；
[0012](3)通過計算機計算并顯示軸向載荷-軸向位移的靜剛度曲線；
[0013](4)在測試過程中隨時判斷測試是否完成，如果測試完成，則用力矩扳手旋轉(zhuǎn)鎖緊桿逐漸卸載軸向載荷直至恢復到初始狀態(tài)，如果繼續(xù)測試同一主軸，則返回步驟2，如果測試直徑不同的其它主軸，則返回步驟1。
[0014]本發(fā)明一種主軸軸向靜剛度測試裝置可同時測量主軸的軸向載荷和軸向位移，可適用于各類立式、臥式數(shù)控機床主軸單元的靜剛度測試，通用性好。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0015]采用力矩扳手和螺紋副對主軸進行加載，加載連續(xù)并且平穩(wěn)；
[0016]可以根據(jù)主軸的直徑來調(diào)節(jié)力傳感器、位移傳感器、鎖緊桿套環(huán)和鎖緊桿的高度，實現(xiàn)了對不同直徑主軸的軸向載荷、軸向位移的測量，保證了主軸軸向剛度的測試效率；
[0017]力傳感器兩端頂桿前端設為球形結(jié)構(gòu)，保證了球形頂桿與主軸轉(zhuǎn)子、球形頂桿與鎖緊桿的接觸為點接觸，可以保持鎖緊桿加載軸向載荷的方向性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0020]圖中:1、鎖緊桿套環(huán)；2、鎖緊桿；3、鎖緊桿安裝板；4、鎖緊桿安裝板滑動槽；5、鎖緊桿支架底板；6、力傳感器支架滑動槽；7、力傳感器支架；8、傳感器支架底板；9、位移傳感器安裝板；10a、力傳感器頂桿；11、力傳感器；12、位移傳感器；10b、力傳感器頂桿；13、位移傳感器滑動槽；14、力傳感器滑動槽。
【具體實施方式】
[0021]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0022]請參閱圖1，一種主軸軸向靜剛度測試裝置，其特征在于，包括鎖緊桿支架組件、傳感器支架組件、力傳感器組件和位移傳感器。所述鎖緊桿支架組件包括鎖緊桿支架底板5、鎖緊桿安裝板3、鎖緊桿套環(huán)1、鎖緊桿2 ;所述鎖緊桿支架底板5用于固定鎖緊桿安裝板3，所述鎖緊桿安裝板3設有鎖緊桿安裝板滑動槽4，所述鎖緊桿套環(huán)1可沿所述鎖緊桿安裝板滑動槽4移動，所述鎖緊桿2通過螺紋副與所述鎖緊桿套環(huán)1連接，所述傳感器支架組件包括傳感器支架底板8、力傳感器支架7、位移傳感器安裝板9，所述傳感器支架底板8用于安裝固定力傳感器支架7和位移傳感器安裝板9，所述力傳感