一種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉臺實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉臺實驗裝置，屬于機械設計與制造領域。
【背景技術】
[0002]創(chuàng)新能力的建設是《高檔數控機床與基礎制造裝備》國家重大科技專項的重要內容。2010年以來，數控專項已經布局了包括高速復合數控機床、精密超精密加工、磨削、齒輪加工、刀具以及數控系統(tǒng)等十多個創(chuàng)新能力平臺的建設，靜壓轉臺是精密超精密數控機床的關鍵功能部件，它對工件起支承作用并帶動其進行高精度回轉運動，由于具有低摩擦，高承載能力，在精密機床，航空航天，船舶，重型機械等領域得到了廣泛的應用，其承載性能、動態(tài)性能及穩(wěn)定性對于精密機床的加工能力及加工精度有著重要的影響。具體表現在:靜壓轉臺在運轉過程中由于其導軌面的制造誤差、偏置載荷等因素引起的振動也會增強，偏載嚴重，會導致導軌面和油墊接觸的概率增加，進而導致油膜失效，影響轉臺正常運行，此夕卜，供油壓力的波動，轉臺工作臺面的變形等都會對轉臺運行產生影響進而影響工件的加工質量，所以需要深入分析轉臺的旋轉速度、制造誤差、偏載，導軌面變形等因素對靜壓轉臺動靜態(tài)的影響規(guī)律，剖析影響轉臺持續(xù)運行的制約因素，形成一套精密超精密靜壓轉臺系統(tǒng)靜動分析理論。
[0003]精密超精密靜壓轉臺一般采用的是定壓式供油，而節(jié)流器作為定壓式靜壓轉臺的重要部件，直接影響靜壓轉臺的動靜性能，本發(fā)明主要針對一臺液體靜壓轉臺裝置，設計了一種可變更節(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、轉速、偏載等工況下對靜壓轉臺承載性能的影響規(guī)律，降低了建立靜壓轉臺測試實驗平臺的加工和使用成本，為研制高承載、高精度的精密超精密靜壓轉臺提供依據。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明主要針對靜壓轉臺基礎性研究發(fā)明設計了一種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉臺實驗裝置，可以實現毛細管節(jié)流器、小孔節(jié)流器和薄膜反饋節(jié)流器的更換及進行動態(tài)測試。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題采用如下技術方案來實現。
[0006]—種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉臺實驗裝置，該裝置包括液體閉式靜壓轉臺系統(tǒng)和動態(tài)信號采集處理系統(tǒng)，液體閉式靜壓轉臺系統(tǒng)的液體靜壓轉臺由圓形支承油墊、環(huán)形預載油墊、徑向軸承三部分構成，其中圓形止推油墊提供支承，環(huán)形止推油墊提供預緊，形成閉式支承結構，增加了靜壓轉臺的剛度，安裝的二個四腔徑向軸承控制轉臺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間隙節(jié)流器，均勻分布在轉臺體的內側壁上；供油系統(tǒng)配備二臺電機，一臺電機控制齒輪栗把油液從粗過濾器，經單向閥，精過濾器流入到靜壓轉臺系統(tǒng)中，另一臺電機控制齒輪栗實現油液強制回油。供油系統(tǒng)配有溫控柜，使油液制冷溫度控制在23度；傳動系統(tǒng)通過電機帶動多楔帶經降速后傳遞到主軸上；通過結構設計把節(jié)流器安裝到轉臺體外側，方便更換，可以分別采用毛細管節(jié)流器、小孔節(jié)流器和薄膜反饋節(jié)流器，每個節(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，通過四個小螺釘連接，另用四個大螺釘將其固定在轉臺體的外表面上；流量計和壓力表分別設置在轉臺進油口和油箱上，用來測量油液入口流量和靜壓轉臺的供油壓力；轉臺基座提供安放轉臺及測試裝置。
[0007]—種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉臺實驗裝置包括動態(tài)信號采集處理系統(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信號采集系統(tǒng)及PC機。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工作臺上，激振位置為，通過LMS信號采集系統(tǒng)輸出激勵信號經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，信號反饋到信號前置放大器然后輸入到LMS信號采集系統(tǒng)，然后用送到PC機；壓力傳感器的探頭埋入轉臺體油墊油腔內部，外端伸出八個端頭，為了方便連接和整理，對外部連接部分采取封裝辦法，一端連接壓力傳感器輸出端，另一端通過數據輸入線直接連接到LMS數據采集系統(tǒng)；溫度傳感器的探頭埋入轉臺體油墊油腔內部，輸出端可以連接數顯，也可以通過轉換裝置連接到LMS數據采集系統(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并指向工作臺底面，磁座通過螺釘連接固定在轉臺體上；加速度傳感器八個通過磁座均勾吸附在靜壓轉臺旋轉工作臺上，并與每個油墊位置相對應，用來對工作臺進行模態(tài)測試。
[0008]—種可變更節(jié)流器的液體閉式靜壓轉臺實驗裝置，該裝置包括液體閉式靜壓轉臺系統(tǒng)和動態(tài)信號采集處理系統(tǒng)，所述液體閉式靜壓轉臺系統(tǒng)安裝在靜壓轉臺基座上(12)，包括旋轉工作臺(1)、轉臺體(2)、圓凸臺間隙節(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]液體閉式靜壓轉臺系統(tǒng)的轉臺體(2)由圓形支承油墊、環(huán)形預載油墊、徑向軸承三部分構成，其中圓形止推油墊提供支承，環(huán)形止推油墊提供預緊，形成閉式支承結構，增加了轉臺體(2)的剛度，安裝的二個四腔徑向軸承控制轉臺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間隙節(jié)流器，均勻分布在轉臺體的內側壁上。
[0010]所述圓形靜壓油墊(37)共八個呈均勻分布安裝在轉臺體(2)上，并由定壓供油系統(tǒng)(26)供油；靜壓油墊(37)上面放置旋轉工作臺(1)，工作臺與主軸(8)栓接連接，主軸
(8)通過轉臺體上的二個四腔徑向軸承(38)實現定位和抵抗傾覆載荷，液壓油通過圓凸臺間隙節(jié)流器(3)進入徑向軸承；在靜壓轉臺主軸底部安裝有環(huán)形靜壓軸承(39)，與支承油墊形成閉式結構；旋轉工作臺(1)安放在轉臺基座(12)上。
[0011]所述主軸(8)是通過傳動系統(tǒng)采用多楔帶降速傳遞的運動。
[0012]所述定壓供油系統(tǒng)(26)是液壓油經吸油粗過濾器(32)由電機(30)帶動齒輪栗
(29)再經過單向閥(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)內部；定壓系統(tǒng)配有溢流閥、回油和強制回油系統(tǒng)，強制回油由電機帶動齒輪栗實現；供油系統(tǒng)配有溫控柜，制冷溫度控制在23度。
[0013]通過對靜壓轉臺的結構設計將可更換節(jié)流器(4)安裝到轉臺體外側，方便更換，可更換節(jié)流器(4)為毛細管節(jié)流器(35)、小孔節(jié)流器(34)、薄膜反饋節(jié)流器(36);毛細管節(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，通過四個小螺釘連接，另用四個大螺釘將其固定在轉臺體的外表面上
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[0014]動態(tài)信號采集處理系統(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信號采集系統(tǒng)和PC機。
[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工作臺(1)上，激振位置為(16)，通過LMS信號采集系統(tǒng)輸出激勵信號經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，信號反饋到信號前置放大器然后輸入到LMS信號采集系統(tǒng)，然后用送到PC機。
[0016]壓力傳感器(7)的探頭埋入轉臺體油墊油腔(14)內部，外端伸出八個端頭，為方便連接和整理，對外部連接部分采取封裝辦法，一端連接壓力傳感器輸出端，另一端通過數據輸入線直接連接到LMS數據采集系統(tǒng)。
[0017]溫度傳感器￠)的探頭埋入轉臺體油墊油腔(14)內部，輸出端連接數顯，也通過轉換裝置連接到LMS數據采集系統(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并指向工作臺底面，磁座通過螺釘連接固定在轉臺體上。
[0019]加速度傳感器(17)八個通過磁座均勻吸附在靜壓轉臺旋轉工作臺(1)上，并與每個靜壓油墊(37)位置相對應，用來測試工作臺的振型。
[0020]相對現有靜壓轉臺的實驗裝置，本發(fā)明有如下優(yōu)點:
[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態(tài)載荷(階躍載荷、正弦載荷等)測試靜壓轉臺在偏載或不同激振頻率下的動態(tài)響應；可以改變轉臺旋轉速度測試溫度及速度對轉臺動靜態(tài)特性的影響；可以通過加速度傳感器對靜壓轉臺進行模態(tài)測試。
[0023]3、本裝置結構緊湊，成本低，為靜壓轉臺基礎性研究提供了一個很好的實驗測試
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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臺實驗裝置的綜合實驗平臺示意圖。
[0025]圖2a)是本發(fā)明靜壓轉臺轉臺體上八個圓形油墊的分布圖。
[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臺實驗裝置中動態(tài)信號采集處理系統(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臺實驗裝置的供油系統(tǒng)結構示意圖
[0032]圖6是本發(fā)明中各節(jié)流器結構圖及其安裝位置圖。
[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.旋轉工作臺；2.轉臺體；3.圓凸臺間隙節(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.數據連接線；10.LMS數據采集系統(tǒng)；11.PC機；12.靜壓轉臺基座；13.圓形靜壓油墊封油邊；14.圓形靜壓油墊油腔；15.回油槽；16.激振點位置；17.加速度傳感器；18.軟繩；19.激振器；20.力傳感器；21.數據連接線；22.至靜壓轉臺進油管路；23.可調壓力表；24.回油管路；25.強制回油管路；26.定壓供油系統(tǒng)；27.精過濾器；28.溢流閥；29.齒輪栗；30.電機；31.單向閥；
32.粗過濾器；33.節(jié)流器安裝位置；34.小孔節(jié)