[發明專利]數控外圓磨床可靠性試驗綜合加載裝置

有效

• 申請號: 201510360756.1
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105115743B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 薛建林;張秀蘭;丁慶新;成小彬;陳雨暉;柴艷華;杜新宇
• 申請（專利權）人: 北京第二機床廠有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司11299
• 代理人: 周瑞艷

技術領域

本發明涉及一種數控外圓磨床可靠性試驗用綜合加載方法和加載裝置。

背景技術

數控機床是機械工業中的基礎設備，具有使用量大，應用范圍廣泛的特點，是先進制造技術的基本手段。然而，可靠性普遍不高嚴重制約了國產數控機床的發展。

為提高數控機床的可靠性，國內數控機床領域開展了多種機床加載裝置的研究，以期利用加載裝置模擬數控機床的實際工況，對各種工況下設備各部分的受力、變形、潛在故障隱患等進行記錄和評價，找到薄弱環節并針對性地持續改進，從而提高可靠性。

現階段，我國對機床加載裝置的研究主要集中在數控車床（塔轉刀架等）、數控銑床、加工中心以及通用高速電主軸等方面，在數控外圓磨床方面的研究較少。因此，對數控外圓磨床可靠性加載裝置的研究對于數控外圓磨床可靠性評估與故障模式分析的開展具有重要的意義。

發明內容

為了克服現有技術下的上述不足，本發明的目的在于提供一種數控外圓磨床可靠性試驗綜合加載方法及裝置，以填補國內數控外圓磨床可靠性試驗加載技術的空白。

本發明的技術方案是：

一種數控外圓磨床可靠性試驗綜合加載方法：在磨床的頭架（用于夾持工件并帶動工件旋轉）上安裝工件軸用以模擬被磨削工件，用氣缸作為力載荷施加裝置、用制動器作為扭矩載荷施加裝置模擬實際磨削過程中磨床的砂輪軸和被磨削工件的受力狀態，對砂輪軸和工件軸分別施加載荷，并對所施加的各載荷進行閉環控制，其中，對所述砂輪軸同時施加力載荷和扭矩載荷，對所述工件軸分時施加力載荷和扭矩載荷。

通過氣缸對所述砂輪軸和所述工件軸模擬施加的力載荷均包括一個鉛直向下的徑向力載荷和一個水平指向軸心的徑向力載荷。

優選采用微型荷重傳感器實現所述閉環控制中對所施加的力載荷的實時采集，用所述氣缸的活塞桿作為施加力載荷的執行元件，所述微型荷重傳感器通過特制的傳感器連接頭安裝在相應氣缸的活塞桿的外伸端上。

關于氣缸和制動器與砂輪軸和工件軸的安裝關系：

對于所述砂輪軸，可以使所述砂輪軸與套在其上的砂輪軸套通過滾動軸承/滾動軸承組旋轉連接，使氣缸的活塞桿指向所述砂輪軸套，并使相應的所述微型荷重傳感器的接觸頭抵在所述砂輪軸套的外徑上，使所述制動器通過支架固定連接在磨床的砂輪架上，所述制動器優選通過膜片聯軸器與所述砂輪軸固定連接；

對于所述工件軸，可以使氣缸的活塞桿施力時直接作用于所述工件軸，優選地，還可以使所述工件軸與套在其上的工件軸套通過自旋轉直線軸承軸向滑動連接，使氣缸的活塞桿指向所述工件軸套，即施力時作用于所述工件軸套，并使相應的所述微型荷重傳感器的接觸頭抵在所述工件軸套的外徑上，使所述制動器通過支架固定連接在磨床的工作臺上，所述制動器優選通過膜片聯軸器與所述工件軸固定連接。

作為進一步的技術方案：

對于所述砂輪軸，所述砂輪軸通常為錐形軸，其上可固定安裝有一帶內錐孔的錐套，所述錐套上再固定套設有模擬砂輪套，所述模擬砂輪套與套在其上的套筒之間通過滾動軸承/滾動軸承組旋轉連接，也就是說套筒與砂輪軸旋轉連接，所述套筒即構成所述砂輪軸套，在所述套筒的外表面上設置兩處凹坑，使相應的所述微型荷重傳感器的接觸頭抵在相應的所述凹坑內，所述模擬砂輪套的外端向外延伸超出砂輪軸的外端部，且該外端固定安裝有法蘭盤，所述制動器通過膜片聯軸器與所述法蘭盤外側中心設置的與砂輪軸同軸的半軸連接，從而實現制動器與砂輪軸的同軸連接；

對于所述工件軸，優選在所述工件軸套的外表面上設置兩處凹槽，所述凹槽可與微型荷重傳感器的外側配合，在所述凹槽的底部設置凹坑，使相應的所述微型荷重傳感器的外側對應配合并嵌入相應的凹槽中，以及使所述微型荷重傳感器的接觸頭抵在相應的凹坑內。

一種數控外圓磨床可靠性試驗綜合加載裝置，包括工件軸、砂輪軸加載裝置和工件軸加載裝置，所述砂輪軸加載裝置和工件軸加載裝置均采用閉環控制，

所述砂輪軸加載裝置包括砂輪軸鉛直向下徑向力載荷加載氣缸、砂輪軸水平徑向力載荷加載氣缸和砂輪軸扭矩加載制動器，砂輪軸鉛直向下徑向力載荷加載氣缸和砂輪軸水平徑向力載荷加載氣缸的缸體各自通過支架與磨床的砂輪架位置可調地固定連接，且兩氣缸的活塞桿的外伸端在砂輪軸上的作用點位于砂輪軸的同一橫截面上，所述砂輪軸扭矩加載制動器通過支架固定連接在磨床的砂輪架上，且通過聯軸器與所述砂輪軸同軸連接；