一種雙驅動主軸試驗臺及試驗方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及主軸單元試驗技術領域，主要涉及到一種雙驅動主軸試驗臺及試驗方法。
【背景技術】
[0002]主軸單元通常有電主軸和皮帶軸，而二者各有優(yōu)缺點。電主軸轉速高，扭矩?。黄лS相比電主軸的轉速小，扭矩大；這勢必導致二者的適用場合不同。隨著主軸單元的發(fā)展，為迎合行業(yè)使用的要求，雙驅動主軸應運而生。但該類主軸單元的綜合性能是否符合國家和行業(yè)標準，還有待深研。其中影響電主軸實用性能的主要因素有溫度、振動、轉速。
[0003]主軸單元一般用于高精密加工數(shù)控機床，溫度過高，引起支撐軸承材料的組織發(fā)生變化，導致軸承的載荷能力和使用壽命降低；而且主軸也會因溫度過高，致使徑向和軸向伸長量變大，降低軸承和主軸的抗疲勞性。從而嚴重影響主軸單元的精度及產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0004]由于主軸主體結構的限制，傳統(tǒng)測量溫度的方法很難準確測量軸承和主軸內(nèi)部的溫度。
[0005]主軸單元的振動會嚴重影響加工精度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。同時主軸振動還會影響軸承等內(nèi)部元件的壽命，影響使用性能。
[0006]而對振動的測量方法也是停留在用磁鐵吸附在被測主軸的表面，采集振動數(shù)據(jù)。在此測量過程中，主軸單元的振動勢必會影響磁鐵的吸附狀態(tài)，這樣就會對主軸單元振動狀態(tài)的測量結果造成影響，降低結果的準確程度。
[0007]轉速對主軸單元的影響也較為突出，當轉速逐漸增大，產(chǎn)生的熱量勢必增多，且軸承所承受離心力增大，慣性滑移也變大，影響主軸單元的動態(tài)平衡。
[0008]而針對雙驅動電主軸的試驗臺及實驗方法在國內(nèi)目前尚屬空白，相關文獻也未見報道。
[0009]因此，設計發(fā)明一套針對主軸單元振動、溫度的測量方法極為迫切，而本試驗及試驗裝置是專門用于對此類雙驅動主軸振動、溫度測試的試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種避免以往測量缺陷的雙驅動主軸試驗臺和試驗方法，用來測量雙驅動主軸的溫度、振動。
[0011]本發(fā)明的技術方案是，一種雙驅動主軸試驗平臺，包括計算機、變頻器、主體底座、連接到變頻器上的主軸單元、定位夾具、連接到變頻器上的驅動電機、同步帶、同步帶輪、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和試驗頭組件，其中主軸單元經(jīng)定位夾具固定在主體底座上端，驅動電機固定在主軸單元一側的主體底座上，驅動電機和主軸單元之間經(jīng)同步帶輪和同步帶連接，所述冷卻系統(tǒng)連接主軸單元的進水口和出水口，所述潤滑系統(tǒng)連接主軸單元的進油口，所述試驗頭包括固定在主軸單元的前大蓋上的測振塊、數(shù)據(jù)的采集端連接到測振塊上的振動傳感器、安裝到測溫孔上的溫度傳感器，所述變頻器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、振動傳感器和溫度傳感器連接到計算機上。
[0012]所述定位夾具和驅動電機分別通過螺栓固定在主體底座上。
[0013]所述測溫孔打在主軸單元的前大蓋上，溫度傳感器的測點接觸軸承外圈。
[0014]所述前大蓋上設有測振孔，測振塊固定在測振孔內(nèi)且接觸軸承外圈。測振塊可以經(jīng)螺紋固定在測振孔內(nèi)。
[0015]一種雙驅動電主軸的試驗方法，試驗過程為: a.內(nèi)部電機驅動
首先，分別啟動潤滑和冷卻系統(tǒng)，對主軸單元進行充分的潤滑和冷卻；斷開離合器然后，啟動主軸單元，打開控制開關，先調(diào)節(jié)變頻器轉速旋鈕使主軸單元轉速達到最高轉速的20-25%后，穩(wěn)定運行20-25min，對主軸進行試驗前的跑和運轉，當跑和運轉結束后，設定變頻控制系統(tǒng)使轉速每隔30min自動提高一次，每次提高5000r/min，達到試驗轉速后轉速停止提高，在試驗要求轉速下運轉至設定時間后停機；此試驗過程，由計算機控制并顯示轉速、振動、軸承溫度、油壓、冷卻水溫、內(nèi)部電機的功耗電流、試驗時間，并將上述參數(shù)保存在計算機數(shù)據(jù)庫中，作出分析；b.外部電機驅動
首先，分別啟動潤滑和冷卻系統(tǒng)，對主軸單元進行充分的潤滑和冷卻，連上離合器；其次，啟動外部驅動電機，通過皮帶傳動使主軸單元轉速達到最高轉速的20-25%時穩(wěn)定運行20-25min，對試驗主軸進行試驗前的跑和運轉，當跑和運轉結束后，設定變頻控制系統(tǒng)使轉速每隔30min自動提高一次，每次提高1000r/m，達到試驗轉速后轉速停止提高，在試驗要求轉速下運轉至設定時間后停機；此試驗過程，由計算機控制并顯示轉速、振動、軸承溫度、油壓、冷卻水溫、內(nèi)部電機的功耗電流、試驗時間，并將上述參數(shù)保存在計算機數(shù)據(jù)庫中，作出分析。
[0016]由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性:
1、本發(fā)明能較為真實的模擬雙驅動主軸的實際使用工況，試驗過程有計算機實時檢測并記錄試驗轉速、軸承溫度、振動、潤滑油壓、冷卻水溫度、內(nèi)設驅動電機和外設驅動電機的功耗電流、試驗時間，為評價雙驅動主軸的性能、壽命和可靠性提供科學試驗依據(jù)；
2、本試驗所采用定位夾具結構簡單、自身拆卸安裝方便且對雙驅動主軸的定位簡單牢
A+-.罪；
3、本試驗的外部驅動電機和內(nèi)部驅動電機都采用變頻器進行調(diào)速，實現(xiàn)了雙驅動主軸的無極調(diào)速同時具有快速升降的特點；
4、本試驗采用循環(huán)水冷卻和油氣潤滑，真實的模擬了雙驅動主軸的散熱和潤滑條件；
5、本發(fā)明的試驗過程由計算機自動監(jiān)控并記錄試驗數(shù)據(jù):轉速、軸承溫度、振動、潤滑油壓、冷卻水溫度、內(nèi)設驅動電機和外設驅動電機的功耗電流、試驗時間，試驗的各項參數(shù)出現(xiàn)異常，保護裝置自動報警停機；
6、本發(fā)明的試驗裝置可以根據(jù)試驗主軸單元尺寸的不同更換不同尺寸的定位夾具，試驗臺對各種型號的雙驅動主軸模擬試驗具有廣泛的通用性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明試驗裝置的結構示意圖。
[0018]圖2是試驗頭組件的結構示意圖。
[0019]圖3是試驗軸的剖切示意圖。
[0020]圖4是皮帶輪組件的結構示意圖。
[0021]上述圖中:1_冷卻系統(tǒng)；2_潤滑系統(tǒng)；3_主軸單元；3.1-測振塊；3.2_溫度傳感器；3.3-進水口 ；3.4-進油口 ；3.5-出水口 ；3.7-內(nèi)部電機；3.6-前大蓋；3.8-離合器；4-驅動電機；4.1-小同步帶輪；4.2-皮帶；4.3-大同步帶輪；5_定位夾具；6_主體底座；
7-變頻器。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0023]關于試驗裝置:
結合圖1和圖4本發(fā)明的試驗裝置包括主體底座6、主軸單元3、定位夾具5、驅動電機
4、同步帶4.2、同步帶輪4.1 4.3、潤滑系統(tǒng)2、冷卻系統(tǒng)1、試驗頭組件，其中定位夾具3通過螺栓固定在主體底座6的后端，驅動電機4通過螺栓固定在主題底座6前端。
[0024]結合圖1和圖3、圖4主軸單元包含有進水口 3.3 ;進油口 3.4 ;出水口 3.5 ;內(nèi)部電機3.7 ;前大蓋3.6 ;離合器3.8。
[0025]結合圖2試驗頭組件包含有溫度傳感器3.2、振動傳感器、測溫孔、