專利名稱:重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，旨在克服目前重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)裝置不能模擬動(dòng)、靜態(tài)切削力和扭矩加載的問(wèn)題，其包括有配重塊慣性加載及加載輔助裝置、電液伺服切削力加載裝置及立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置。配重塊慣性加載及加載輔助裝置安裝在重型數(shù)控立式車床中的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，電液伺服切削力加載裝置中的徑向電液伺服加載裝置安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)周邊的地面上，徑向電液伺服加載裝置的一端和加載工作臺(tái)的圓周表面接觸，軸向電液伺服加載裝置的頂端固定安裝在重型數(shù)控立式車床中的滑枕底端，軸向電液伺服加載裝置底端與加載工作臺(tái)的上表面接觸連接，立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置同和加載工作臺(tái)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的中心處固定連接。
【專利說(shuō)明】重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于重型機(jī)械加工設(shè)備可靠性領(lǐng)域的試驗(yàn)裝置，更確切地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種能夠?qū)χ匦蛿?shù)控立式車床實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜態(tài)切削力和扭矩加載的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]重型機(jī)床是國(guó)防軍工、航空航天、交通運(yùn)輸和水利工程等支柱產(chǎn)業(yè)的重要數(shù)控加工裝備之一。目前國(guó)內(nèi)研發(fā)的重型數(shù)控機(jī)床在精度、速度、大型化、重量化和多軸聯(lián)動(dòng)等方面取得一定的發(fā)展。但由于重型機(jī)床自身和工件龐大、負(fù)載變化大、行程大等特點(diǎn)，容易受到工況及環(huán)境的影響，使其故障頻繁，可靠性問(wèn)題嚴(yán)重，已經(jīng)成為機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)與用戶關(guān)注的焦點(diǎn)和重型數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸。因此研宄開(kāi)發(fā)重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)具有重要的實(shí)際意義。
[0003]我國(guó)的重型數(shù)控立式車床研發(fā)和可靠性試驗(yàn)研宄起步較晚，目前國(guó)內(nèi)僅有一些能夠?qū)χ匦蛿?shù)控立式車床功能部件進(jìn)行功能簡(jiǎn)單的可靠性試驗(yàn)裝置。例如，某些試驗(yàn)臺(tái)可以對(duì)數(shù)控立式車床的工作臺(tái)、滑枕等進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)或者在工作臺(tái)上添加重物進(jìn)行模擬慣性載荷的可靠性試驗(yàn)，但試驗(yàn)?zāi)M的工況與真實(shí)工況有很大的差距。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了目前重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)裝置不能模擬動(dòng)、靜態(tài)切削力和扭矩加載的問(wèn)題，提供了一種采用軸向電液伺服加載裝置、徑向電液伺服加載裝置、測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置和配重塊分別對(duì)重型數(shù)控立式車床進(jìn)行模擬軸向與徑向的動(dòng)靜態(tài)切削力、扭矩以及慣性載荷的混合加載的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)包括有配重塊慣性加載及加載輔助裝置、電液伺服切削力加載裝置及立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置。
[0006]所述的配重塊慣性加載及加載輔助裝置包括結(jié)構(gòu)相同的配重塊和加載輔助裝置。
[0007]所述的加載輔助裝置包括加載工作臺(tái)、輔助導(dǎo)軌副、6個(gè)結(jié)構(gòu)相同的壓板與2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置。
[0008]加載工作臺(tái)采用2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置安裝在重型數(shù)控立式車床中的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的正上方，結(jié)構(gòu)相同的配重塊均勻地安裝在加載工作臺(tái)正下方的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，輔助導(dǎo)軌副的靜導(dǎo)軌安裝在加載工作臺(tái)周邊的底面上，輔助導(dǎo)軌副的動(dòng)導(dǎo)軌通過(guò)墊板、6個(gè)結(jié)構(gòu)相同的壓板與T型螺栓固定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，電液伺服切削力加載裝置中的徑向電液伺服加載裝置安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)周邊的地面上，徑向電液伺服加載裝置中的加載桿和加載工作臺(tái)的圓周表面接觸，軸向電液伺服加載裝置的頂端固定安裝在滑枕的底端，軸向電液伺服加載裝置底端的軸向加載桿與加載工作臺(tái)的上表面接觸連接，立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置通過(guò)其立式測(cè)功機(jī)支撐架固定安裝在加載工作臺(tái)的中心處，同時(shí)立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置通過(guò)扭矩加載桿固定在機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的中心處。
[0009]技術(shù)方案中所述的配重塊為板式的扇形體，扇形體的外圓弧端設(shè)置有兩個(gè)U型槽，每個(gè)U型槽外側(cè)的扇形體的上表面設(shè)置有一個(gè)半球凹坑，而每個(gè)U型槽的外側(cè)的下表面上設(shè)置有一個(gè)半球凸起，每塊配重塊上表面、下表面上的半球凹坑、半球凸起對(duì)正，每塊配重塊上表面、下表面上的半球凹坑、半球凸起結(jié)構(gòu)尺寸相同。
[0010]技術(shù)方案中所述的加載工作臺(tái)為平板圓盤類結(jié)構(gòu)件，加載工作臺(tái)的圓心處設(shè)置一個(gè)中心通孔，中心通孔周圍均勻地分布有用于固定立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)的6個(gè)螺紋孔，加載工作臺(tái)的周圍下表面均布有用于安裝輔助導(dǎo)軌副中的靜導(dǎo)軌的螺紋孔，加載工作臺(tái)外圓周處相距180°各設(shè)置有一個(gè)用于和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置中固定桿一端的燕尾凸臺(tái)相互配合的燕尾開(kāi)口通槽。
[0011]技術(shù)方案中所述的徑向電液伺服加載裝置包括有徑向電液伺服加載單元、徑向電液伺服加載底座、徑向安裝座、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架及徑向?qū)к?。所述的徑向電液伺服加載單元沿縱向安裝在徑向電液伺服加載底座上，伺服加載底座通過(guò)螺栓固定在徑向安裝座的兩個(gè)平行對(duì)稱的T型槽上，徑向安裝座與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架的頂端通過(guò)螺栓連接，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架采用螺栓固定安裝在徑向?qū)к壣稀?br> [0012]技術(shù)方案中所述的徑向電液伺服加載單元包括伺服閥、伺服油缸、位移傳感器、彈性裝置、拉壓力傳感器、加載桿和桿端關(guān)節(jié)軸承。所述的桿端關(guān)節(jié)軸承由桿端關(guān)節(jié)軸承底座和連桿組成，連桿的左端與桿端關(guān)節(jié)軸承底座為球鉸連接，連桿的右端與伺服油缸左端面通過(guò)螺紋連接，桿端關(guān)節(jié)軸承的桿端關(guān)節(jié)軸承底座與徑向電液伺服加載底座中的底板為鉸接；彈性裝置中的左側(cè)連接板與伺服油缸活塞桿的右端螺紋連接，彈性裝置中的右側(cè)連接板與雙頭螺柱的左端螺紋連接，雙頭螺柱的右端與拉壓力傳感器螺紋連接，拉壓力傳感器的右端與加載桿螺紋連接。
[0013]技術(shù)方案中所述的彈性裝置還包括2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒、2個(gè)規(guī)格相同的螺栓和2個(gè)規(guī)格相同的螺母組成。所述的左側(cè)連接板與右側(cè)連接板結(jié)構(gòu)相同，均為一個(gè)長(zhǎng)方形平板，左側(cè)連接板與右側(cè)連接板的中心位置處設(shè)置有螺紋通孔，螺紋通孔的兩側(cè)各有一個(gè)通孔，
2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒的外徑大于左側(cè)連接板與右側(cè)連接板上兩側(cè)通孔的直徑；2個(gè)規(guī)格相同的螺栓插入左側(cè)連接板與右側(cè)連接板兩側(cè)的通孔中，2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒套裝在左側(cè)連接板與右側(cè)連接板之間的兩個(gè)螺栓上，再采用2個(gè)規(guī)格相同的螺母在左側(cè)連接板或右側(cè)連接板的外側(cè)將左側(cè)連接板、2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒與右側(cè)連接板固定連接在一起。
[0014]技術(shù)方案中所述的軸向電液伺服加載裝置包括軸向電液伺服加載單元和軸向電液伺服加載底座。所述的軸向電液伺服加載單元和徑向電液伺服加載裝置中的徑向電液伺服加載單元的結(jié)構(gòu)相同，軸向電液伺服加載單元包括軸向伺服閥、軸向加載桿、軸向拉壓力傳感器、軸向彈性裝置、軸向位移傳感器、軸向桿端關(guān)節(jié)軸承和軸向伺服油缸；軸向伺服閥與徑向電液伺服加載單元的伺服閥、軸向伺服油缸與徑向電液伺服加載單元的伺服油缸、軸向位移傳感器與徑向電液伺服加載單元的位移傳感器、軸向彈性裝置與徑向電液伺服加載單元的彈性裝置、軸向拉壓力傳感器與徑向電液伺服加載單元的拉壓力傳感器、軸向加載桿與徑向電液伺服加載單元的加載桿和軸向桿端關(guān)節(jié)軸承與徑向電液伺服加載單元的桿端關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)相同。
[0015]技術(shù)方案中所述的測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置包括扭矩加載桿、彈性聯(lián)軸器、3號(hào)軸承端蓋、立式測(cè)功機(jī)支撐架、立式測(cè)功機(jī)、I號(hào)安裝支架、2號(hào)安裝支架、3號(hào)安裝支架、I號(hào)軸承端蓋及2號(hào)軸承端蓋。所述的扭矩加載桿的左端與彈性聯(lián)軸器的右端螺栓連接，彈性聯(lián)軸器的左端與立式測(cè)功機(jī)輸出端螺栓連接，立式測(cè)功機(jī)的頂端與I號(hào)安裝支架的底端相接觸并采用螺栓固定，立式測(cè)功機(jī)的底端與2號(hào)安裝支架頂端相接觸并采用螺栓固定，I號(hào)安裝支架的上端通過(guò)軸承安裝在立式測(cè)功機(jī)支撐架中的端蓋的小直徑孔中，I號(hào)軸承端蓋扣裝在立式測(cè)功機(jī)支撐架中的端蓋的大直徑孔中，2號(hào)安裝支架的下端通過(guò)軸承安裝在3號(hào)安裝支架的大直徑孔內(nèi)，3號(hào)安裝支架采用螺栓固定在立式測(cè)功機(jī)支撐架內(nèi)的臺(tái)階端面上，2號(hào)軸承端蓋扣裝在3號(hào)安裝支架的大直徑孔內(nèi)，3號(hào)軸承端蓋扣裝在3號(hào)安裝支架的小直徑孔內(nèi)。
[0016]技術(shù)方案中所述的I號(hào)安裝支架為圓盤類結(jié)構(gòu)件，由支架盤與中空階梯軸組成，支架盤與中空階梯軸的大直徑端連成一體，兩者的回轉(zhuǎn)軸線共線；支架盤上以回轉(zhuǎn)軸線為中心均勻地分布有用于與立式測(cè)功機(jī)頂端法蘭盤固定連接的螺紋孔，I號(hào)安裝支架的中空階梯軸由兩段軸組成，上端為安裝I號(hào)軸承的小直徑軸段，下端為大直徑軸段，小直徑軸段與大直徑軸段所形成與I號(hào)軸承內(nèi)環(huán)接觸連接的軸肩。
[0017]技術(shù)方案中所述的立式測(cè)功機(jī)支撐架由支撐架底座和端蓋組成，支撐架底座和端蓋采用螺栓連接；支撐架底座為回轉(zhuǎn)類筒式結(jié)構(gòu)件，支撐架底座由底端法蘭盤與支撐架筒壁組成，支撐架底座的底端法蘭盤上設(shè)置有以回轉(zhuǎn)軸線為中心的6個(gè)U型口，支撐架底座的中心處設(shè)置有階梯孔，支撐架底座中的支撐架筒壁的兩側(cè)各開(kāi)有一個(gè)長(zhǎng)方形窗口，立式測(cè)功機(jī)支撐架的端蓋為圓盤類結(jié)構(gòu)件，立式測(cè)功機(jī)支撐架的端蓋的中心處設(shè)置有凸圓環(huán)體，立式測(cè)功機(jī)支撐架的端蓋的中心處設(shè)置有支撐架階梯通孔，上端為安裝I號(hào)軸承端蓋的大直徑孔，下端為安裝軸承的小直徑孔。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]1.本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)采用電液伺服加載裝置、立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置和配重塊分別對(duì)重型數(shù)控立式車床進(jìn)行模擬動(dòng)、靜態(tài)切削力、扭矩以及慣性載荷的混合加載，通過(guò)對(duì)被測(cè)的重型數(shù)控立式車床進(jìn)行模擬真實(shí)工況的可靠性試驗(yàn)，暴露和激發(fā)產(chǎn)品故障，為產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)和評(píng)估提供實(shí)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0020]2.本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中的電液伺服切削力加載裝置，其動(dòng)態(tài)切削力的幅值、頻率、波形，扭矩加載的大小、轉(zhuǎn)速，配重塊的重量以及加載時(shí)間等加載負(fù)載的參數(shù)可以根據(jù)不同工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0021]3.本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中的電液伺服切削力加載裝置中能夠沿重型數(shù)控立式車床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸向方向和徑向方向同時(shí)進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)切削力的加載，而且各方向的電液伺服切削力加載裝置安裝有拉壓力傳感器和位移傳感器，能實(shí)時(shí)檢測(cè)加載的模擬切削力的大小，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和閉環(huán)控制及反饋。
[0022]4.本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)針對(duì)不同型號(hào)的重型數(shù)控立式車床，只需更換軸向電液伺服加載裝置的加載底座、輔助導(dǎo)軌、加載工作臺(tái)等過(guò)渡件就可以對(duì)其進(jìn)行可靠性加載試驗(yàn)，體現(xiàn)了本試驗(yàn)系統(tǒng)的靈活性和通用性。
[0023]5.本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中自動(dòng)控制部分是集于上位機(jī)統(tǒng)一控制，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軸向電液伺服加載裝置、徑向電液伺服加載裝置以及測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置的控制。

【附圖說(shuō)明】

[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0025]圖1為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的軸測(cè)投影圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中電液伺服切削力加載裝置、立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置和配重塊慣性加載裝置分別對(duì)重型數(shù)控立式車床進(jìn)行軸向、徑向切削力，扭矩以及慣性載荷混合加載狀態(tài)的軸測(cè)投影圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中徑向電液伺服切削力加載裝置結(jié)構(gòu)組成的軸測(cè)投影圖；
[0028]圖4為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置結(jié)構(gòu)組成的軸測(cè)投影圖；
[0029]圖5為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中立式測(cè)功機(jī)安裝結(jié)構(gòu)的主視圖上的剖視圖；
[0030]圖6為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中所采用的配重塊結(jié)構(gòu)組成的軸測(cè)投影圖；
[0031]圖7為本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)中自動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0032]圖中:1.聯(lián)系梁，2.立柱，3.滑枕，4.橫梁，5.護(hù)欄，6.軸向電液伺服加載裝置，7.加載工作臺(tái)，8.輔助導(dǎo)軌副，9.回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，10.徑向電液伺服加載裝置，11.伺服閥，12.壓板，13.配重塊，14.操作面板，15.伺服油缸，16.徑向電液伺服加載底座，17.徑向安裝座，18.徑向加載支撐架，19.徑向?qū)к墸?0.位移傳感器，21.彈性裝置，22.拉壓力傳感器，23.軸向電液伺服加載底座，24.加載桿，25.桿端關(guān)節(jié)軸承，26.固定裝置，27.立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置，28.扭矩加載桿，29.彈性聯(lián)軸器，30.3號(hào)軸承端蓋，31.立式測(cè)功機(jī)支撐架，32.立式測(cè)功機(jī)，33.1號(hào)安裝支架，34.2號(hào)安裝支架，35.3號(hào)安裝支架，36.1號(hào)軸承端蓋，37.2號(hào)軸承端蓋。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述:
[0034]本實(shí)用新型根據(jù)重型數(shù)控立式車床實(shí)際使用工況，提出了一種采用電液伺服裝置模擬實(shí)際切削力、采用立式測(cè)功機(jī)模擬扭矩負(fù)載和采用配重塊模擬慣性載荷對(duì)重型數(shù)控立式車床進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0035]參閱圖1，本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)包括配重塊慣性加載及加載輔助裝置、電液伺服切削力加載裝置、立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置(27)以及自動(dòng)控制裝置。
[0036]利用本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的對(duì)象即重型數(shù)控立式車床可以為不同型號(hào)的單柱或雙柱重型數(shù)控立式車床。重型數(shù)控立式車床包括聯(lián)系梁1、立柱2、垂直刀架3 (單刀架為一個(gè)，雙刀架為兩個(gè))、橫梁4、護(hù)欄5、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9以及操作面板14等。
[0037]對(duì)重型數(shù)控立式車床進(jìn)行切削力的分析:
[0038]重型數(shù)控立式車床在進(jìn)行切削加工時(shí)，加工工件受到的切削力是一個(gè)合力F，可分解成三個(gè)方向的分力，分別是垂直于基面與切削速度方向一致的主切削力F。;處于基面內(nèi)并與工件軸線平行，與進(jìn)給方向相反的進(jìn)給力Ff;以及處于基面內(nèi)并與工件軸線相垂直的背向力Fp。本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)為了便于實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)際工況進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)切削力的加載，將主切削力F。平移到回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的軸心，等效于一個(gè)沿徑向方向的力F?！团ぞ卅?Μ。= FciXr, r為回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的半徑)，然后將F。’與背向力Fp合成一個(gè)沿徑向方向的力F徑。本實(shí)用新型所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)徑向電液伺服加載裝置10模擬合成之后的沿徑向方向的力Fe，利用軸向電液伺服加載裝置6模擬與進(jìn)給方向相反的進(jìn)給力Ff，采用立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置27模擬由主切削力F。平移而產(chǎn)生的扭矩M。，因此通過(guò)徑向電液伺服加載裝置10、軸向電液伺服加載裝置6以及立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置27就可以模擬在實(shí)際切削過(guò)程中產(chǎn)生的三個(gè)方向的切削力即主切削力F。、背向力Fp以及進(jìn)給力F f。
[0039]一.配重塊慣性加載及加載輔助裝置
[0040]所述的配重塊慣性加載及加載輔助裝置包括若干塊結(jié)構(gòu)相同的配重塊13和加載輔助裝置。
[0041]參閱圖6，所述的配重塊13為板式的扇形體，扇形體的外圓弧端設(shè)置有兩個(gè)U型槽，每個(gè)U型槽外側(cè)的扇形體上表面設(shè)置有一個(gè)半球凹坑，而每個(gè)U型槽的外側(cè)的下表面上設(shè)置有一個(gè)半球凸起，每塊配重塊13上表面、下表面上的半球凹坑、半球凸起對(duì)正，每塊配重塊13上表面、下表面上的半球凹坑、半球凸起結(jié)構(gòu)尺寸相同，共準(zhǔn)備若干塊結(jié)構(gòu)相同的配重塊13，兩塊及兩塊以上結(jié)構(gòu)相同的配重塊13疊放在一起時(shí)，上邊的配重塊13的兩個(gè)半球凸起與下邊的配重塊13的兩個(gè)半球凹坑相互配裝起到定位的作用，多塊結(jié)構(gòu)相同的配重塊13如此可穩(wěn)固地疊置在一起。同時(shí)兩塊及兩塊以上結(jié)構(gòu)相同的配重塊13疊放在一起時(shí)，每塊配重塊13上的兩個(gè)U型槽相對(duì)正，形成一個(gè)從上到下的貫通的長(zhǎng)U型槽，采用兩個(gè)T型螺栓插入若干塊結(jié)構(gòu)相同的配重塊13所形成的二個(gè)從上到下的貫通的長(zhǎng)U型槽中，將若干塊結(jié)構(gòu)相同的配重塊13固定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9上。配重塊13用于模擬實(shí)際工況下的加工零件及工裝的重量，實(shí)現(xiàn)慣性載荷的模擬，進(jìn)行可靠性試驗(yàn)時(shí)，結(jié)構(gòu)相同的配重塊13的(個(gè)數(shù))重量即慣性載荷可根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行增減。
[0042]參閱圖1和圖2，所述的加載輔助裝置包括加載工作臺(tái)7、輔助導(dǎo)軌副8、6個(gè)結(jié)構(gòu)相同的壓板12與2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置26。
[0043]所述的加載工作臺(tái)7為平板的圓盤類結(jié)構(gòu)件，加載工作臺(tái)7的圓心處設(shè)置一個(gè)中心通孔，中心通孔周圍均勻地分布有6個(gè)螺紋孔，用于固定立式測(cè)功機(jī)支撐架31，加載工作臺(tái)7下表面的以其回轉(zhuǎn)軸線為中心的周邊均勻地分布有多個(gè)螺紋孔，用于通過(guò)螺栓固定輔助導(dǎo)軌副8的靜導(dǎo)軌(上導(dǎo)軌)，加載工作臺(tái)7外圓周處相距180°各設(shè)置有一個(gè)燕尾開(kāi)口通槽，用于分別與2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置26中固定桿一端的燕尾凸臺(tái)相互配合。
[0044]所述的6個(gè)結(jié)構(gòu)相同的壓板12為側(cè)面成Z字形的板式結(jié)構(gòu)件，壓板12的一端加工有安裝2個(gè)T型螺栓的螺栓通孔，壓板12的一端通過(guò)2個(gè)T型螺栓與在工作臺(tái)9連接，Z字形的壓板12的另一端壓在輔助導(dǎo)軌副8中的動(dòng)導(dǎo)軌(下導(dǎo)軌)上；
[0045]所述的2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置26皆由固定裝置底座和固定桿組成，固定裝置底座的頂端和固定桿的一端通過(guò)螺栓固連接，固定裝置底座的底端法蘭盤通過(guò)4個(gè)螺栓固定在地面上，固定桿前(另一)端設(shè)置有一個(gè)燕尾凸臺(tái)，燕尾凸臺(tái)與加載工作臺(tái)7的燕尾通槽相互配合安裝在一起，限制加載工作臺(tái)7的旋轉(zhuǎn)，使加載工作臺(tái)7只能沿垂直方向上下移動(dòng)；
[0046]所述的輔助導(dǎo)軌副8可以是圓形的滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌副，輔助導(dǎo)軌畐IJ 8由靜導(dǎo)軌(上導(dǎo)軌)和動(dòng)導(dǎo)軌(下導(dǎo)軌)組成，為便于安裝配重塊13，通過(guò)墊板將輔助導(dǎo)軌副8及加載工作臺(tái)7墊高，使加載工作臺(tái)7與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的回轉(zhuǎn)軸線共線，使加載工作臺(tái)7與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9之間在保證相互平行的情況下留有一定的空間，輔助導(dǎo)軌副8的動(dòng)導(dǎo)軌(下導(dǎo)軌)通過(guò)墊板、壓板12和T型螺栓固定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9上并與其同步旋轉(zhuǎn)，而輔助導(dǎo)軌副8的靜導(dǎo)軌(上導(dǎo)軌)與加載工作臺(tái)7的周邊地面固連。安裝時(shí)，要保證圓形的輔助導(dǎo)軌副8與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9同軸。試驗(yàn)時(shí)，裝有配重塊13的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9、輔助導(dǎo)軌副8的動(dòng)導(dǎo)軌在機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拖動(dòng)下同步回轉(zhuǎn)，加載工作臺(tái)7通過(guò)固定裝置26只能垂直上下移動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使固定安裝在滑枕3底端的軸向電液伺服加載裝置6底端的軸向加載桿和加載工作臺(tái)7的上表面接觸連接，安裝在加載工作臺(tái)7 (回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9)周邊地面上的徑向電液伺服加載裝置10的加載桿24和加載工作臺(tái)7圓周表面接觸連接，實(shí)現(xiàn)靜、動(dòng)態(tài)切削力的模擬加載。
[0047]二.電液伺服切削力加載裝置
[0048]所述的電液伺服切削力加載裝置分為徑向電液伺服加載裝置10和軸向電液伺服加載裝置6。
[0049]1.徑向電液伺服加載裝置
[0050]參閱圖3，所述的徑向電液伺服加載裝置10包括有徑向電液伺服加載單元、徑向電液伺服加載底座16、徑向安裝座17、徑向加載支撐架18以及徑向?qū)к?9。
[0051]所述的徑向電液伺服加載單元包括伺服閥11、伺服油缸15、位移傳感器20、彈性裝置21、拉壓力傳感器22、加載桿24和桿端關(guān)節(jié)軸承25。
[0052]所述的伺服油缸15選用單活塞或雙活塞桿式液壓油缸，本實(shí)用新型的實(shí)施例中以單活塞桿式伺服油缸為例，單活塞桿從伺服油缸15的右端伸出，伺服油缸15上表面中間開(kāi)有四個(gè)螺紋孔，用于固定電液伺服閥11。
[0053]所述的伺服閥11 (本實(shí)用新型以美國(guó)MOOG公司的G761-3005B型伺服閥為例)通過(guò)四個(gè)螺栓安裝在伺服油缸15的上表面。
[0054]所述的桿端關(guān)節(jié)軸承25由桿端關(guān)節(jié)軸承底座和連桿組成，連桿的左端為球狀體安裝在桿端關(guān)節(jié)軸承底座中即球鉸連接，連桿可以在桿端關(guān)節(jié)軸承底座中轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿的右端與伺服油缸15左端面通過(guò)螺紋連接，桿端關(guān)節(jié)軸承25的桿端關(guān)節(jié)軸承底座通過(guò)鉸鏈鉸接在徑向電液伺服加載底座16中的底板頂端表面上，伺服油缸15的軸線與兩個(gè)支撐架18相互平行的軸線垂直共面。
[0055]所述的位移傳感器20 (本實(shí)用新型以LVDT型位移傳感器為例)外殼通過(guò)螺釘固定在伺服油缸15的缸體上，其內(nèi)芯與伺服油缸活塞桿右端連接，當(dāng)活塞桿移動(dòng)時(shí)位移傳感器20的內(nèi)芯也隨著移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量與反饋。
[0056]所述的彈性裝置21由左側(cè)連接板、右側(cè)連接板、2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒、2個(gè)規(guī)格相同的螺栓和2個(gè)規(guī)格相同的螺母組成。其中，左側(cè)連接板與右側(cè)連接板結(jié)構(gòu)相同，均為一個(gè)長(zhǎng)方形平板，其中心位置處設(shè)置有螺紋通孔，螺紋通孔的兩側(cè)各有一個(gè)通孔，2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒的外徑大于左側(cè)連接板與右側(cè)連接板上兩側(cè)通孔的直徑。2個(gè)規(guī)格相同的螺栓插入左側(cè)連接板與右側(cè)連接板兩側(cè)的通孔中，2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒套裝在左側(cè)連接板與右側(cè)連接板之間的兩個(gè)螺栓上，最后再通過(guò)螺母將左側(cè)連接板、2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒與右側(cè)連接板固定連接在一起。左側(cè)的連接板上的螺紋孔與伺服油缸15活塞桿的右端通過(guò)螺紋連接，右側(cè)的連接板上的螺紋孔與雙頭螺柱的左端螺紋連接。彈性裝置可以吸收部分位移但可以傳遞力(彈性裝置的固有頻率應(yīng)大于加載激振頻率二倍以上)。雙頭螺柱的右端與拉壓力傳感器22螺紋連接，拉壓力傳感器22的右端與加載桿24螺紋連接。
[0057]所述的徑向電液伺服加載底座16是由四塊長(zhǎng)方形鋼板(即左壁板、前壁板、后壁板與底板)采用焊接或機(jī)械連接而成的右端敞開(kāi)的箱體式結(jié)構(gòu)件，徑向電液伺服加載底座16的底板上設(shè)置有四個(gè)通孔，用于安裝T型螺栓，將徑向電液伺服加載底座16固定在徑向安裝座17上，即固定在徑向安裝座17的底板頂端面上；
[0058]所述的徑向安裝座17為矩形平板類結(jié)構(gòu)件，上表面設(shè)置有兩個(gè)平行對(duì)稱的T型槽，徑向安裝座17下表面左右兩側(cè)均布有四個(gè)螺紋孔，分別用于和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架18相互固定；
[0059]所述的徑向加載支撐架18是小發(fā)動(dòng)機(jī)支腿(本專利申請(qǐng)以P06型為例)，底部上有四個(gè)U形孔，通過(guò)螺栓將其固定在徑向?qū)к?9上；
[0060]所述的徑向?qū)к?9為長(zhǎng)方形平板結(jié)構(gòu)件，沿徑向?qū)к?9的縱向在上表面中間位置設(shè)置有兩個(gè)平行對(duì)稱的T型槽，在兩個(gè)平行對(duì)稱的T型槽的外側(cè)平行對(duì)稱地設(shè)置有2對(duì)長(zhǎng)條通孔。
[0061]所述的徑向電液伺服加載底座16通過(guò)螺栓固定在徑向安裝座17的兩個(gè)平行對(duì)稱的T型槽上，徑向安裝座17與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架18的頂端面通過(guò)螺栓連接。所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架18安裝在徑向?qū)к?9上，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架18可以在徑向?qū)к?9上左右移動(dòng)調(diào)整位置，當(dāng)位置調(diào)整好后，通過(guò)T型螺栓固定在徑向?qū)к?9上。
[0062]徑向電液伺服加載裝置10通過(guò)徑向?qū)к?9安裝在地面上，徑向?qū)к?9的縱向?qū)ΨQ面與配重塊慣性加載及加載輔助裝置中的加載工作臺(tái)7的直徑方向平行共面，徑向?qū)к?9的縱向?qū)ΨQ面和伺服油缸15的軸線共面，并與兩個(gè)支撐架18相互平行的軸線垂直共面，伺服油缸15的軸線沿加載工作臺(tái)7的徑向方向，與加載工作臺(tái)7的軸線垂直相交，徑向電液伺服加載裝置10中徑向電液伺服加載單元的加載桿24與配重塊慣性加載及加載輔助裝置中的輔助導(dǎo)軌副8的靜導(dǎo)軌接觸連接。
[0063]2.軸向電液伺服加載裝置
[0064]參閱圖1至圖2，所述的軸向電液伺服加載裝置6包括軸向電液伺服加載單元和軸向電液伺服加載底座23。
[0065]所述的軸向電液伺服加載單元跟徑向電液伺服加載裝置10中的徑向電液伺服加載單元的結(jié)構(gòu)和組成一樣，包括軸向伺服閥、軸向加載桿、軸向拉壓力傳感器、軸向彈性裝置、軸向位移傳感器、軸向雙頭螺柱、軸向桿端關(guān)節(jié)軸承和軸向伺服油缸。軸向伺服閥與徑向電液伺服加載單元的伺服閥11、軸向伺服油缸與徑向電液伺服加載單元的伺服油缸15、軸向位移傳感器與徑向電液伺服加載單元的位移傳感器20、軸向彈性裝置與徑向電液伺服加載單元的彈性裝置21、軸向雙頭螺柱與徑向電液伺服加載單元的雙頭螺柱、軸向拉壓力傳感器與徑向電液伺服加載單元的拉壓力傳感器22、軸向加載桿與徑向電液伺服加載單元的加載桿24和軸向桿端關(guān)節(jié)軸承與徑向電液伺服加載單元的桿端關(guān)節(jié)軸承25結(jié)構(gòu)相同。
[0066]軸向桿端關(guān)節(jié)軸承由軸向桿端關(guān)節(jié)軸承底座和軸向連桿組成，軸向連桿的左端與軸向桿端關(guān)節(jié)軸承底座為球鉸連接，軸向連桿的右端與軸向伺服油缸的左端面通過(guò)螺紋連接，軸向桿端關(guān)節(jié)軸承的軸向桿端關(guān)節(jié)軸承底座與軸向電液伺服加載底座23中的軸向后壁板為鉸接；軸向彈性裝置中的軸向左側(cè)連接板與軸向伺服油缸的活塞桿的右端螺紋連接，軸向彈性裝置中的軸向右側(cè)連接板與軸向雙頭螺柱的左端螺紋連接，軸向雙頭螺柱的右端與軸向拉壓力傳感器的左端螺紋連接，軸向拉壓力傳感器的右端與軸向加載桿螺紋連接。
[0067]所述的軸向電液伺服加載底座23是由四塊長(zhǎng)方形鋼板(即頂板、左壁板、右壁板與軸向后壁板)焊接或機(jī)械連接而成的底端敞開(kāi)的箱體式結(jié)構(gòu)件，其頂板的外側(cè)有一個(gè)主拉丁和四個(gè)輔助拉丁，四個(gè)輔助拉丁形狀如蘑菇狀，位于頂板外側(cè)四角，主拉丁形狀也如蘑菇狀，位于頂板外側(cè)中間，重型數(shù)控立式車床上的滑枕3內(nèi)部的碟形彈簧將頂板上的主拉丁和四個(gè)輔助拉丁強(qiáng)力提升拉緊固定。軸向電液伺服加載裝置6通過(guò)調(diào)節(jié)滑枕3的位置，可以沿回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的徑向方向移動(dòng)，試驗(yàn)多位置的軸向加載。
[0068]三.立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置
[0069]所述的測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置27包括帶連接盤的扭矩加載桿28、彈性聯(lián)軸器29、3號(hào)軸承端蓋30、立式測(cè)功機(jī)支撐架31、立式測(cè)功機(jī)32、I號(hào)安裝支架33、2號(hào)安裝支架34、3號(hào)安裝支架35、I號(hào)軸承端蓋36及2號(hào)軸承端蓋37。
[0070]參閱圖4和圖5，所述的I號(hào)安裝支架33為圓盤類結(jié)構(gòu)件(階梯軸)，由支架盤與中空階梯軸組成，支架盤與中空階梯軸的大直徑端連成一體，兩者的回轉(zhuǎn)軸線共線；支架盤上以回轉(zhuǎn)軸線為中心均布有6個(gè)螺紋孔，用于與立式測(cè)功機(jī)32頂端法蘭盤固定連接，I號(hào)安裝支架33的中空階梯軸由兩段軸組成，上端為小直徑軸段，下端為大直徑軸段，小直徑軸段安裝I號(hào)軸承，小直徑軸段與大直徑軸段所形成的軸肩對(duì)I號(hào)軸承起軸向定位作用。
[0071]所述的2號(hào)安裝支架34與I號(hào)安裝支架33的結(jié)構(gòu)相同，由2號(hào)支架盤與2號(hào)中空階梯軸的大直徑端連成一體，2號(hào)安裝支架34安裝位置與I號(hào)安裝支架33的安裝位置相反，2號(hào)安裝支架34的2號(hào)支架盤上以回轉(zhuǎn)軸線為中心均布6個(gè)有螺紋孔，用于與立式測(cè)功機(jī)32底端法蘭盤固定連接，2號(hào)安裝支架34的2號(hào)小直徑軸段安裝2號(hào)軸承，2號(hào)小直徑軸段與2號(hào)大直徑軸段所形成的軸肩對(duì)2號(hào)軸承起軸向定位作用。
[0072]所述的3號(hào)安裝支架35為圓盤類結(jié)構(gòu)件，由3號(hào)支架盤與3號(hào)中空軸的一端連成一體，兩者的回轉(zhuǎn)軸線共線；3號(hào)支架盤上以其回轉(zhuǎn)軸線為中心均布有6個(gè)螺栓通孔，3號(hào)支架盤上的6個(gè)螺栓通孔與立式測(cè)功機(jī)支撐架31內(nèi)壁臺(tái)階上的6個(gè)螺紋孔對(duì)正，采用6個(gè)螺栓將3號(hào)安裝支架35固定連接在立式測(cè)功機(jī)支撐架31的內(nèi)壁臺(tái)階上，3號(hào)中空軸的中心孔為2段直徑的階梯孔，上端為下端為3號(hào)大直徑孔，3號(hào)軸承安裝在3號(hào)小直徑孔內(nèi)，3號(hào)小直徑孔與3號(hào)大直徑孔所形成的凸肩對(duì)3號(hào)軸承起軸向定位作用。
[0073]所述的立式測(cè)功機(jī)支撐架31由支撐架底座和端蓋組成，支撐架底座和端蓋采用螺栓連接；支撐架底座為回轉(zhuǎn)類筒式結(jié)構(gòu)件，支撐架底座由底端法蘭盤與支撐架筒壁組成，支撐架底座的底端法蘭盤上設(shè)置有以回轉(zhuǎn)軸線為中心的6個(gè)U型口，立式測(cè)功機(jī)支撐架31采用螺栓與6個(gè)U型口固定在加載工作臺(tái)7上，支撐架底座的中心處設(shè)置有階梯孔，支撐架底座中的支撐架筒壁的兩側(cè)各開(kāi)有一個(gè)長(zhǎng)方形窗口，立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋為圓盤類結(jié)構(gòu)件，立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋的中心處設(shè)置有凸圓環(huán)體，立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋的中心處設(shè)置有支撐架階梯通孔，孔徑由上至下為由大至小，小直徑孔用于安裝軸承，大直徑孔用于安裝I號(hào)軸承端蓋36，I號(hào)軸承端蓋36中心處的圓環(huán)形凸臺(tái)與軸承外環(huán)接觸連接對(duì)軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位，立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋采用螺栓固定在立式測(cè)功機(jī)支撐架31的支撐架底座中的支撐架筒壁的頂端面上。
[0074]所述的立式測(cè)功機(jī)32可以為電力測(cè)功機(jī)或者電渦流測(cè)功機(jī)，實(shí)施例中采用DWL型立式電渦流測(cè)功機(jī)，立式測(cè)功機(jī)32上下兩端的殼體法蘭盤分別通過(guò)螺栓與I號(hào)安裝支架33和2號(hào)安裝支架34固定連接。
[0075]所述的I號(hào)軸承端蓋36為圓盤類結(jié)構(gòu)件，I號(hào)軸承端蓋36中心處設(shè)置有I號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)，I號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸線與I號(hào)軸承端蓋36的回轉(zhuǎn)軸線共線，I號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)的外徑與立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋中心處的支撐架階梯通孔中的小直徑孔直徑相等，I號(hào)軸承端蓋36扣裝在立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋中心處的支撐架階梯通孔內(nèi)，I號(hào)軸承端蓋36中心處的I號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)與立式測(cè)功機(jī)支撐架31的端蓋中心處的支撐架階梯通孔中的小直徑孔接觸連接，再采用螺栓將其固定在立式測(cè)功機(jī)支撐架31中的端蓋的支撐架階梯通孔中的臺(tái)階上。
[0076]所述的2號(hào)軸承端蓋37為圓盤類結(jié)構(gòu)件，2號(hào)軸承端蓋37中心處設(shè)置有2號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)，2號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸線與2號(hào)軸承端蓋37的回轉(zhuǎn)軸線共線，2號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)中心處的2號(hào)軸承端蓋37上設(shè)置有2號(hào)中心通孔；2號(hào)軸承端蓋37采用螺栓固定在3號(hào)安裝支架35的頂端面上，2號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)的底端面與其下面的軸承外軸承環(huán)的頂端面接觸連接實(shí)現(xiàn)定位作用。
[0077]所述的3號(hào)軸承端蓋30為圓盤類結(jié)構(gòu)件，3號(hào)軸承端蓋30與2號(hào)軸承端蓋37基本相同，3號(hào)軸承端蓋30中心處設(shè)置的3號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)的外徑小于2號(hào)軸承端蓋37上的2號(hào)圓環(huán)形凸臺(tái)的外徑，3號(hào)軸承端蓋30扣裝在3號(hào)安裝支架35底端的中心處，并采用螺栓將其固定在3號(hào)安裝支架35底端面上。
[0078]所述的扭矩加載桿28右端通過(guò)T型螺栓固定在機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的上表面中心處，扭矩加載桿28的軸線與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的軸線重合，扭矩加載桿28的左端通過(guò)螺栓與彈性聯(lián)軸器29的右端連接，彈性聯(lián)軸器29的左端與立式測(cè)功機(jī)32輸出法蘭端通過(guò)螺栓連接。立式測(cè)功機(jī)32的回轉(zhuǎn)軸線、彈性聯(lián)軸器的回轉(zhuǎn)軸線、扭矩加載桿的回轉(zhuǎn)軸線均與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的軸線重合。立式測(cè)功機(jī)32的頂端面與I號(hào)安裝支架33的底端面相接觸并采用螺栓固定，立式測(cè)功機(jī)32的底端面與2號(hào)安裝支架34的頂端面相接觸并采用螺栓固定，I號(hào)安裝支架33通過(guò)軸承安裝在立式測(cè)功機(jī)支撐架31中的端蓋的小直徑孔中，2號(hào)安裝支架34通過(guò)軸承安裝在3號(hào)安裝支架35內(nèi)，3號(hào)安裝支架35采用螺栓固定在立式測(cè)功機(jī)支撐架31內(nèi)的階梯孔的臺(tái)階端面上。所述的立式測(cè)功機(jī)支撐架31通過(guò)螺栓固定在加載工作臺(tái)7的中心處。
[0079]四.自動(dòng)控制裝置
[0080]參閱圖7，所述的自動(dòng)控制裝置包括上位工控機(jī)、下位可編程控制器PLC、下位的I號(hào)伺服控制器、2號(hào)伺服控制器、下位的立式測(cè)功機(jī)控制儀、PCI采集卡、拉壓力傳感器、位移傳感器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和多個(gè)信號(hào)放大器。
[0081]所述的可編程控制器PLC的RS-232C端口與上位工控機(jī)的RS-232C端口電連接，可編程控制器PLC的輸出端分別與冷卻機(jī)和電磁換向閥連接，分別控制冷卻機(jī)的啟停、冷卻水的溫度等參數(shù)，為液壓泵站和立式測(cè)功機(jī)32提供冷卻水，以及通過(guò)控制電磁換向閥來(lái)控制泵站的啟停和給電液伺服切削力加載裝置提供液壓油。
[0082]所述的立式測(cè)功機(jī)控制儀的RS-232C端口與上位工控機(jī)的RS-232C端口電線連接，立式測(cè)功機(jī)控制儀的勵(lì)磁電流輸出端與立式測(cè)功機(jī)32勵(lì)磁電流輸入端電線連接，立式測(cè)功機(jī)控制儀輸出控制信號(hào)給立式測(cè)功機(jī)32，控制立式測(cè)功機(jī)加載扭矩。扭矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)輸出及供電端與立式測(cè)功機(jī)控制儀的扭矩轉(zhuǎn)速輸入及供電端電線連接，扭矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大器放大后傳給立式測(cè)功機(jī)控制儀，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，并且所加載的扭矩以及轉(zhuǎn)速在VB控制界面實(shí)時(shí)顯示。冷卻機(jī)與上位工控機(jī)電線連接，立式測(cè)功機(jī)32在工作時(shí)需要冷卻水時(shí)，通過(guò)上位工控機(jī)通過(guò)控制PLC來(lái)控制冷卻機(jī)給立式測(cè)功機(jī)32提供冷卻水。
[0083]所述的扭矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器是立式測(cè)功機(jī)32內(nèi)部的傳感器，通過(guò)信號(hào)放大器和立式測(cè)功機(jī)控制儀將所加載的扭矩?cái)?shù)值和轉(zhuǎn)速反饋給上位工控機(jī)。
[0084]所述的I號(hào)伺服控制器的RS-232C端口與上位工控機(jī)的RS-232C端口電線連接，I號(hào)伺服控制器與上位工控機(jī)進(jìn)行通訊，I號(hào)伺服控制器的信號(hào)輸出端與伺服閥11的信號(hào)輸入端電線連接，通過(guò)控制伺服閥實(shí)現(xiàn)加載油缸對(duì)加載工作臺(tái)7進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)切削力的加載，在加載過(guò)程中通過(guò)位移傳感器和拉壓力傳感器將檢測(cè)到的位移和動(dòng)力力信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器傳給I號(hào)伺服控制器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0085]所述的2號(hào)伺服控制器與I號(hào)伺服控制器原理一樣，上行方向通過(guò)RS232與上位工控機(jī)進(jìn)行通訊，下行方向通過(guò)控制伺服閥實(shí)現(xiàn)加載油缸對(duì)加載工作臺(tái)7進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)切削力的加載，在加載過(guò)程中通過(guò)位移傳感器和拉壓力傳感器將檢測(cè)到的位移和動(dòng)力力信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器傳給2號(hào)伺服控制器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0086]上位工控機(jī)控制界面是由VB編制，在控制界面上設(shè)定軸向和徑向加載的靜態(tài)力、動(dòng)態(tài)力(大小、頻率、波形)、扭矩大小及加載時(shí)間等后，與下位可編程控制器PLC、1號(hào)伺服控制器、2號(hào)伺服控制器和立式測(cè)功機(jī)控制儀通過(guò)RS232C進(jìn)行串口通訊，下位可編程控制器PLC先控制冷卻機(jī)給液壓泵站和立式測(cè)功機(jī)32冷卻，其次輸出電流控制電磁換向閥動(dòng)作，通過(guò)伺服油缸對(duì)加載工作臺(tái)7進(jìn)行軸向和徑向的動(dòng)態(tài)力加載，立式測(cè)功機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器29對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9模擬扭矩加載。
[0087]重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理:
[0088]首先根據(jù)模擬的工況，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9上通過(guò)T型螺栓固定所需的配重塊13 ;其次通過(guò)操作面板14設(shè)定重型數(shù)控立式車床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)9的轉(zhuǎn)速；最后通過(guò)在VB界面上設(shè)置軸向和徑向需要加載的靜態(tài)力、動(dòng)態(tài)力(大小、頻率、波形)、扭矩大小及加載時(shí)間等參數(shù)，然后進(jìn)行模擬實(shí)際工況的可靠性試驗(yàn)。扭矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大器反饋給測(cè)功機(jī)控制儀，進(jìn)行閉環(huán)實(shí)時(shí)控制。同時(shí)上位工控機(jī)控制冷卻機(jī)，給液壓泵站提供冷卻水，保證液壓泵站能夠長(zhǎng)時(shí)間正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在上位工控機(jī)的自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)下，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程循環(huán)有序地不斷進(jìn)行。
[0089]本實(shí)用新型中所述的實(shí)施例是為了便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠理解和應(yīng)用本實(shí)用新型，本實(shí)用新型只是一種優(yōu)化的實(shí)施例，或者說(shuō)是一種較佳的具體的技術(shù)方案，故本實(shí)用新型不限于實(shí)施這一種比較具體技術(shù)方案的描述。如果相關(guān)的技術(shù)人員在堅(jiān)持本實(shí)用新型基本技術(shù)方案的情況下做出不需要經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等效結(jié)構(gòu)變化或各種修改都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)包括有配重塊慣性加載及加載輔助裝置、電液伺服切削力加載裝置及立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置(27)； 所述的配重塊慣性加載及加載輔助裝置包括結(jié)構(gòu)相同的配重塊(13)和加載輔助裝置； 所述的加載輔助裝置包括加載工作臺(tái)(7)、輔助導(dǎo)軌副(8)、6個(gè)結(jié)構(gòu)相同的壓板(12)與2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置(26); 加載工作臺(tái)(7)采用2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置(26)安裝在重型數(shù)控立式車床中的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(9)的正上方，結(jié)構(gòu)相同的配重塊(13)均勻地安裝在加載工作臺(tái)(7)正下方的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(9)上，輔助導(dǎo)軌副(8)的靜導(dǎo)軌安裝在加載工作臺(tái)(7)周邊的底面上，輔助導(dǎo)軌副⑶的動(dòng)導(dǎo)軌通過(guò)墊板、6個(gè)結(jié)構(gòu)相同的壓板(12)與T型螺栓固定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(9)上，電液伺服切削力加載裝置中的徑向電液伺服加載裝置(10)安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(9)周邊的地面上，徑向電液伺服加載裝置(10)中的加載桿(24)和加載工作臺(tái)(7)的圓周表面接觸，軸向電液伺服加載裝置(6)的頂端固定安裝在滑枕(3)的底端，軸向電液伺服加載裝置(6)底端的軸向加載桿與加載工作臺(tái)(X)的上表面接觸連接，立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置(27)通過(guò)其立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)固定安裝在加載工作臺(tái)(7)的中心處，同時(shí)立式測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置(27)通過(guò)扭矩加載桿(28)固定在機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(9)的中心處。2.按照權(quán)利要求1所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的配重塊(13)為板式的扇形體，扇形體的外圓弧端設(shè)置有兩個(gè)U型槽，每個(gè)U型槽外側(cè)的扇形體的上表面設(shè)置有一個(gè)半球凹坑，而每個(gè)U型槽的外側(cè)的下表面上設(shè)置有一個(gè)半球凸起，每塊配重塊(13)上表面、下表面上的半球凹坑、半球凸起對(duì)正，每塊配重塊(13)上表面、下表面上的半球凹坑、半球凸起結(jié)構(gòu)尺寸相同。3.按照權(quán)利要求1所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的加載工作臺(tái)(7)為平板圓盤類結(jié)構(gòu)件，加載工作臺(tái)(7)的圓心處設(shè)置一個(gè)中心通孔，中心通孔周圍均勻地分布有用于固定立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)的6個(gè)螺紋孔，加載工作臺(tái)(7)的周圍下表面均布有用于安裝輔助導(dǎo)軌副(8)中的靜導(dǎo)軌的螺紋孔，加載工作臺(tái)(7)外圓周處相距180°各設(shè)置有一個(gè)用于和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定裝置(26)中固定桿一端的燕尾凸臺(tái)相互配合的燕尾開(kāi)口通槽。4.按照權(quán)利要求1所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的徑向電液伺服加載裝置(10)包括有徑向電液伺服加載單元、徑向電液伺服加載底座(16)、徑向安裝座(17)、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架(18)及徑向?qū)к?19); 所述的徑向電液伺服加載單元沿縱向安裝在徑向電液伺服加載底座(16)上，伺服加載底座(16)通過(guò)螺栓固定在徑向安裝座(17)的兩個(gè)平行對(duì)稱的T型槽上，徑向安裝座(17)與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架(18)的頂端通過(guò)螺栓連接，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向加載支撐架(18)采用螺栓固定安裝在徑向?qū)к?19)上。5.按照權(quán)利要求4所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的徑向電液伺服加載單元包括伺服閥(11)、伺服油缸(15)、位移傳感器(20)、彈性裝置(21)、拉壓力傳感器(22)、加載桿(24)和桿端關(guān)節(jié)軸承(25); 所述的桿端關(guān)節(jié)軸承(25)由桿端關(guān)節(jié)軸承底座和連桿組成，連桿的左端與桿端關(guān)節(jié)軸承底座為球鉸連接，連桿的右端與伺服油缸(15)左端面通過(guò)螺紋連接，桿端關(guān)節(jié)軸承(25)的桿端關(guān)節(jié)軸承底座與徑向電液伺服加載底座(16)中的底板為鉸接；彈性裝置(21)中的左側(cè)連接板與伺服油缸(15)活塞桿的右端螺紋連接，彈性裝置(21)中的右側(cè)連接板與雙頭螺柱的左端螺紋連接，雙頭螺柱的右端與拉壓力傳感器(22)螺紋連接，拉壓力傳感器(22)的右端與加載桿(24)螺紋連接。6.按照權(quán)利要求5所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的彈性裝置(21)還包括2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒、2個(gè)規(guī)格相同的螺栓和2個(gè)規(guī)格相同的螺母組成； 所述的左側(cè)連接板與右側(cè)連接板結(jié)構(gòu)相同，均為一個(gè)長(zhǎng)方形平板，左側(cè)連接板與右側(cè)連接板的中心位置處設(shè)置有螺紋通孔，螺紋通孔的兩側(cè)各有一個(gè)通孔，2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒的外徑大于左側(cè)連接板與右側(cè)連接板上兩側(cè)通孔的直徑；2個(gè)規(guī)格相同的螺栓插入左側(cè)連接板與右側(cè)連接板兩側(cè)的通孔中，2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒套裝在左側(cè)連接板與右側(cè)連接板之間的兩個(gè)螺栓上，再采用2個(gè)規(guī)格相同的螺母在左側(cè)連接板或右側(cè)連接板的外側(cè)將左側(cè)連接板、2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的套筒與右側(cè)連接板固定連接在一起。7.按照權(quán)利要求1所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的軸向電液伺服加載裝置(6)包括軸向電液伺服加載單元和軸向電液伺服加載底座(23)； 所述的軸向電液伺服加載單元和徑向電液伺服加載裝置(10)中的徑向電液伺服加載單元的結(jié)構(gòu)相同，軸向電液伺服加載單元包括軸向伺服閥、軸向加載桿、軸向拉壓力傳感器、軸向彈性裝置、軸向位移傳感器、軸向桿端關(guān)節(jié)軸承和軸向伺服油缸；軸向伺服閥與徑向電液伺服加載單元的伺服閥(11)、軸向伺服油缸與徑向電液伺服加載單元的伺服油缸(15)、軸向位移傳感器與徑向電液伺服加載單元的位移傳感器(20)、軸向彈性裝置與徑向電液伺服加載單元的彈性裝置(21)、軸向拉壓力傳感器與徑向電液伺服加載單元的拉壓力傳感器(22)、軸向加載桿與徑向電液伺服加載單元的加載桿(24)和軸向桿端關(guān)節(jié)軸承與徑向電液伺服加載單元的桿端關(guān)節(jié)軸承(25)結(jié)構(gòu)相同。8.按照權(quán)利要求1所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的測(cè)功機(jī)扭矩加載裝置(27)包括扭矩加載桿(28)、彈性聯(lián)軸器(29)、3號(hào)軸承端蓋(30)、立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)、立式測(cè)功機(jī)(32)、I號(hào)安裝支架(33)、2號(hào)安裝支架(34)、3號(hào)安裝支架(35)、I號(hào)軸承端蓋(36)及2號(hào)軸承端蓋(37)； 所述的扭矩加載桿(28)的左端與彈性聯(lián)軸器(29)的右端螺栓連接，彈性聯(lián)軸器(29)的左端與立式測(cè)功機(jī)(32)輸出端螺栓連接，立式測(cè)功機(jī)(32)的頂端與I號(hào)安裝支架(33)的底端相接觸并采用螺栓固定，立式測(cè)功機(jī)(32)的底端與2號(hào)安裝支架(34)頂端相接觸并采用螺栓固定，I號(hào)安裝支架(33)的上端通過(guò)軸承安裝在立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)中的端蓋的小直徑孔中，I號(hào)軸承端蓋(36)扣裝在立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)中的端蓋的大直徑孔中，2號(hào)安裝支架(34)的下端通過(guò)軸承安裝在3號(hào)安裝支架(35)的大直徑孔內(nèi)，3號(hào)安裝支架(35)采用螺栓固定在立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)內(nèi)的臺(tái)階端面上，2號(hào)軸承端蓋(37)扣裝在3號(hào)安裝支架(35)的大直徑孔內(nèi)，3號(hào)軸承端蓋(30)扣裝在3號(hào)安裝支架(35)的小直徑孔內(nèi)。9.按照權(quán)利要求8所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的I號(hào)安裝支架(33)為圓盤類結(jié)構(gòu)件，由支架盤與中空階梯軸組成，支架盤與中空階梯軸的大直徑端連成一體，兩者的回轉(zhuǎn)軸線共線；支架盤上以回轉(zhuǎn)軸線為中心均勻地分布有用于與立式測(cè)功機(jī)(32)頂端法蘭盤固定連接的螺紋孔，I號(hào)安裝支架(33)的中空階梯軸由兩段軸組成，上端為安裝I號(hào)軸承的小直徑軸段，下端為大直徑軸段，小直徑軸段與大直徑軸段所形成與I號(hào)軸承內(nèi)環(huán)接觸連接的軸肩。10.按照權(quán)利要求8所述的重型數(shù)控立式車床可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)由支撐架底座和端蓋組成，支撐架底座和端蓋采用螺栓連接；支撐架底座為回轉(zhuǎn)類筒式結(jié)構(gòu)件，支撐架底座由底端法蘭盤與支撐架筒壁組成，支撐架底座的底端法蘭盤上設(shè)置有以回轉(zhuǎn)軸線為中心的6個(gè)U型口，支撐架底座的中心處設(shè)置有階梯孔，支撐架底座中的支撐架筒壁的兩側(cè)各開(kāi)有一個(gè)長(zhǎng)方形窗口，立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)的端蓋為圓盤類結(jié)構(gòu)件，立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)的端蓋的中心處設(shè)置有凸圓環(huán)體，立式測(cè)功機(jī)支撐架(31)的端蓋的中心處設(shè)置有支撐架階梯通孔，上端為安裝I號(hào)軸承端蓋(36)的大直徑孔，下端為安裝軸承的小直徑孔。
【文檔編號(hào)】G01M99-00GK204286828SQ201420716862
【發(fā)明者】楊兆軍, 何佳龍, 李圳, 李國(guó)發(fā), 周傳陽(yáng), 李洪洲, 杜大偉, 謝群亞, 王劍 [申請(qǐng)人]吉林大學(xué)