CN111141515B - 一种电主轴可靠性试验模拟加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械试验设备技术领域，涉及一种电主轴可靠性试验模拟加载装置；包括主支撑体和应力加载装置；主支撑体包括支撑圆盘；应力加载装置包括压电陶瓷加载装置、测功机加载装置、膜片联轴器、加载单元、油污加载装置和电主轴加载装置；压电陶瓷加载装置、测功机加载装置和电主轴加载装置固定在支撑圆盘上；膜片联轴器和加载单元安装在测功机加载装置和电主轴加载装置之间；膜片联轴器一端与加载单元连接，另一端连接测功机加载装置；油污加载装置安装在电主轴加载装置上，与电主轴轴芯同轴；本发明针对动态切削力、切削扭矩、油液污染影响电主轴可靠性的三个重要因素，分别设计了加载装置，真实地模拟电主轴实际切削过程中受到的所有载荷。

Description

一种电主轴可靠性试验模拟加载装置

技术领域

本发明属于机械试验设备技术领域，涉及一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，具体涉及能够模拟切削过程中电主轴所受到的动态切削力、切削扭矩以及油液污染，实现多自由度多应力复合加载的可靠性试验模拟加载装置。

背景技术

数控机床是实现工业现代化的重要基石,其质量、性能和拥有量已经成为衡量一个国家工业化水平以及综合国力的重要标志。电主轴是数控机床的关键的功能部件，由于其结构复杂、故障频发，其可靠性水平直接影响了数控机床整机的可靠性。数控机床现场可靠性跟踪试验的故障数据表明，电主轴所受的动态切削力、扭矩以及油液污染是导致电主轴故障的主要原因。

目前国内外电主轴的可靠性试验装置，大都通过测功机与主轴通过联轴器相连后，模拟电主轴的切削扭矩，并直接对受试主轴施加轴向力与径向力，未出现能够模拟切削过程中不同型号和规格的电主轴所受的动态切削力、切削扭矩以及油液污染的电主轴可靠性试验装置。这类可靠性试验台不能很好地模拟电主轴切削过程中的真实工况，激发的主轴故障不完善，致使电主轴的可靠性评估结果的不准确，甚至影响了数控机床电主轴的可靠性设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术无法全面模拟不同型号规格电主轴所受的动态切削力、切削扭矩以及油液污染的问题，因此设计了一种能够模拟不同型号规格电主轴所受的动态切削力、切削扭矩以及油液污染的多自由度复合应力加载的电主轴可靠性试验模拟加载装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下，结合附图说明如下：

一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，包括主支撑体和应力加载装置；

所述主支撑体包括支撑圆盘4；

所述应力加载装置包括压电陶瓷加载装置1、测功机加载装置2、膜片联轴器3、加载单元5、油污加载装置6和电主轴加载装置7；

所述支撑圆盘4固定在地平铁10上；

所述压电陶瓷加载装置1、测功机加载装置2和电主轴加载装置7固定在支撑圆盘4上；

所述膜片联轴器3和加载单元5安装在测功机加载装置2和电主轴加载装置7之间；

所述膜片联轴器3一端与加载单元5连接，另一端连接测功机加载装置2。

所述油污加载装置6安装在电主轴加载装置7上，与电主轴轴芯同轴；

技术方案中所述支撑圆盘4包括转动圆盘11、圆盘驱动电机12和圆盘底座13。圆盘驱动电机12固定在圆盘底座13上，圆盘驱动电机12驱动转动圆盘11绕电机轴转动，实现加载装置在水平面的旋转。

技术方案中所述压电陶瓷加载装置1包括主防护体14、加载导轨15、弧形滑道16、滑块A17、滑块B18、弧形齿条A19、齿轮A20、加载臂21、滑块C22、滑块D23、弧形齿条B24、齿轮B25和压电陶瓷26。加载导轨15通过螺栓固定在主防护体14内的顶部，加载导轨15下弧面有弧形齿条A19；齿轮A20安装在弧形滑道16上，与弧形齿条A19啮合；齿轮A20在弧形齿条A19上转动，从而带动弧形滑道16通过滑块A17和滑块B18在加载导轨15上滑动；弧形滑道16下弧面有弧形齿条B24，齿轮B25安装在加载臂21上，与弧形齿条B24啮合；齿轮B25在弧形齿条B24上转动，从而带动加载臂21通过滑块C22和滑块D23在弧形滑道16上滑动，实现整个压电陶瓷加载装置在空间上的多自由度变换。

所述加载臂21包括齿轮支撑27、液压杆28、加载臂关节Ⅰ29、加载臂关节Ⅱ30、加载臂电机轴A31、加载臂关节Ⅲ-A32、加载臂电机轴B33、加载臂电机轴C34、加载臂关节Ⅲ-B35、加载臂电机轴D36、加载臂电机轴E37、压电陶瓷抱夹A38和压电陶瓷抱夹B39。液压杆28位于加载臂关节Ⅰ29上方，通过液压控制的方式带动加载臂关节Ⅰ29上下移动；加载臂关节Ⅰ29通过加载臂电机轴A31与加载臂关节Ⅱ30相连，加载臂电机轴A31驱动加载臂关节Ⅱ30绕其轴转动。加载臂关节Ⅰ29通过两侧的加载臂电机轴B33和加载臂电机轴C34与加载臂关节Ⅲ-A32、加载臂关节Ⅲ-B35相连，加载臂电机轴B33、加载臂电机轴C34分别驱动加载臂关节Ⅲ-A32、加载臂关节Ⅲ-B35绕其轴转动；加载臂关节Ⅲ-A32通过加载臂电机轴D36与压电陶瓷抱夹A38相连，加载臂关节Ⅲ-B35通过加载臂电机轴E37与压电陶瓷抱夹B39相连，加载臂关节Ⅲ-A32和加载臂关节Ⅲ-B35分别驱动压电陶瓷抱夹A38和压电陶瓷抱夹B39绕其轴转动，从而实现压电陶瓷26的放松、夹紧以及加载臂21空间上的角度变换。

所述加载臂21通过压电陶瓷抱夹A38和压电陶瓷抱夹B39夹紧压电陶瓷26，实现对电主轴的动态力加载。

所述加载臂21配合支撑圆盘4和压电陶瓷加载装置1，实现压电陶瓷26在空间上的多自由度变换，从而模拟电主轴切削过程中不同方向的受力情况。

技术方案中所述测功机加载装置2包括测功机40、导向柱41、测功机连接板42、丝杠导轨43和测功机加载装置底板44。测功机40通过紧固螺栓固定在测功机连接板42上；四个导向柱41底面固定在测功机加载装置底板44上，并与测功机连接板42连接；丝杠导轨43上端固定在测功机连接板42上，下端固定在测功机加载装置底板44上，通过丝杠传动带动测功机连接板42的上下移动。

技术方案中所述加载单元5包括模拟刀柄45、加载单元上盖46、轴承47、套筒48、加载单元下盖49、加载单元外壳50和冷却管51。加载单元上盖46、轴承47、套筒48、加载单元下盖49按照顺序装配在模拟刀柄45一端，并将加载单元外壳50套装在外部；冷却管51嵌套在加载单元外壳50内侧的凹陷处，从而实现整个加载单元5的冷却。

所述模拟刀柄45一端连接膜片联轴器3，另一端与电主轴加载装置7连接。

所述加载单元外壳50设有凹坑52。

技术方案中所述油污加载装置6包括防护盖53、油浸盒体Ⅰ54、密封圈55、喷头56、喷油管57、油浸盒体Ⅱ58、锁紧螺栓59、固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61。防护盖53内，油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58相扣，被固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61固定，并通过锁紧螺栓59将固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61锁紧。油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58内侧均安装有密封圈55，保证油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58相扣后，具有良好的密封性。油浸盒体Ⅱ58上设有注油孔，通过注油孔向油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58组成的油浸盒体内注入带颜色的油液污染混合液，模拟主轴切削过程中受到的油液污染情况，从而检测电主轴外壳与轴承端盖之间连接处的密封性能；

所述油污加载装置6包括防护盖53、油浸盒体Ⅰ54、喷头56、喷油管57、油浸盒体Ⅱ58、锁紧螺栓59、固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61；防护盖53内，油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58相扣，被固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61固定，并通过锁紧螺栓59将固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61锁紧；油浸盒体Ⅱ58上设有注油孔，通过注油孔向油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58组成的油浸盒体内注入带颜色的油液污染混合液；

喷头56固定在喷油管57一端，喷油管57另一端位于油浸盒体Ⅰ54或油浸盒体Ⅱ58上。

优选的，四个喷头56分别固定在四个喷油管57一端，四个喷油管57另一端两两一组位于油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58上，通过注油孔增压注入带颜色的油液污染混合液，使混合液通过四个喷头56喷出，模拟主轴切削过程中受到的油液污染，从而检测电主轴轴芯与端盖间缝隙的密封性。

技术方案中所述电主轴加载装置7包括电主轴加载装置外壳62、主轴抱夹调节机构63、抱夹板64、电主轴65、V型支撑结构66、移动滑板67、滑块E68、直线滑道69和电主轴加载装置底板70。电主轴加载装置外壳62通过主轴抱夹调节机构63与抱夹板64相连；通过液压调节主轴抱夹调节机构63的高度，实现抱夹板64的上下移动以贴合电主轴65，从而适应不同型号电主轴的安装及试验；电主轴加载装置外壳62底部通过地脚螺栓固定在移动滑板67上，四个V型支撑结构66两两对齐通过紧固螺栓固定在移动滑板67上，共同支撑电主轴65，并通过液压调节形成不同角度支撑，与抱夹板64配合，共同实现多型号电主轴的抱夹；直线滑道69通过螺栓固定在电主轴加载装置底板70上，通过滑块E68滑动带动移动滑板67滑动，从而实现整个电主轴加载装置7的前后移动，以方便电主轴的安装及进给运动。

一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，还包括辅助设备；

技术方案中所述辅助设备包括液压站8、控制柜9；液压站8、控制柜9放置在地面。

所述液压站8为主轴和加载单元提供冷却液，并设有流量控制阀，能够控制液压油的流量；为拉刀机构、液压调节及控制装置等提供液压油。

所述控制柜9实现对整个可靠性试验***的参数采集与控制功能，同时能够在显示器中显示试验装置的运行状况。

本发明与现有技术相比的有益技术效果：

1、本发明针对动态切削力、切削扭矩、油液污染影响电主轴可靠性的三个重要因素，分别设计了加载装置，可以更为真实地模拟电主轴实际切削过程中受到的所有载荷。其中，将油液污染作为模拟电主轴的主要运行工况之一，是电主轴可靠性试验的一大突破。

2、整个电主轴可靠性试验装置可以实现压电陶瓷在空间内的多自由度变换，从而模拟电主轴实际加工过程中的各个方向的受力，更准确地模拟电主轴的真实工况。

3、本发明为解决加载过程中加载单元过热，易造成加载单元内轴承损坏的问题，设计了自冷却的加载单元，将冷却管内嵌在加载单元外壳的凹槽内，实现对加载单元的有效冷却和保护。

4、本发明为适应不同型号和规格的电主轴进行可靠性试验，设计了可调节的电主轴抱夹和支撑装置，能够实现不同型号和规格电主轴的安装及抱夹。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置的轴测图；

图2为本发明所述的支撑圆盘的轴测图；

图3为本发明所述的压电陶瓷加载装置的轴测图；

图4为本发明所述的加载导轨与弧形滑道的装配示意图；

图5为本发明所述的加载导轨与弧形滑道的装配剖视示意图；

图6为本发明所述的弧形滑道与加载臂的装配示意图；

图7为本发明所述的弧形滑道与加载臂的装配剖视示意图；

图8为本发明所述的加载臂的轴测图；

图9为本发明所述的测功机加载装置的轴测图；

图10为本发明所述的加载单元的分解图；

图11为本发明所述的油污加载装置的分解图；

图12为本发明所述的电主轴加载装置轴测图；

图中：

1.压电陶瓷加载装置，2.测功机加载装置，3.膜片联轴器，4.支撑圆盘，5.加载单元，6.油污加载装置，7.电主轴加载装置，8.液压站，9.控制柜，10.地平铁，11.转动圆盘，12.圆盘驱动电机，13.圆盘底座，14.主防护体，15.加载导轨，16.弧形滑道，17.滑块A，18.滑块B，19.弧形齿条A，20.齿轮A，21.加载臂，22.滑块C，23.滑块D，24.弧形齿条B，25.齿轮B，26.压电陶瓷，27.齿轮支撑，28.液压杆，29.加载臂关节Ⅰ，30.加载臂关节Ⅱ，31.加载臂电机轴A，32.加载臂关节Ⅲ-A，33.加载臂电机轴B，34.加载臂电机轴C，35.加载臂关节Ⅲ-B，36.加载臂电机轴D，37.加载臂电机轴E，38.压电陶瓷抱夹A，39.压电陶瓷抱夹B，40.测功机，41.导向柱，42.测功机连接板，43.丝杠导轨，44.测功机加载装置底板，45.模拟刀柄，46.加载单元上盖，47.轴承，48.套筒，49.加载单元下盖，50.加载单元外壳，51.冷却管，52.凹坑，53.防护盖，54.油浸盒体Ⅰ，55.密封圈，56.喷头，57.喷油管，58.油浸盒体Ⅱ，59.锁紧螺栓，60.固定环Ⅰ，61.固定环Ⅱ，62.电主轴加载装置外壳，63.主轴抱夹调节机构，64.抱夹板，65.电主轴，66.V型支撑结构，67.移动滑板，68.滑块E，69.直线滑道，70.电主轴加载装置底板。

具体实施例

本发明所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，由主支撑体、应力加载装置和辅助设备三大部分组成。

所述主支撑体包括支撑圆盘4和地平铁10。

所述应力加载装置包括压电陶瓷加载装置1、测功机加载装置2、膜片联轴器3、加载单元5、油污加载装置6和电主轴加载装置7。

所述辅助设备包括液压站8和控制柜9。

参阅图1，支撑圆盘4固定在地平铁10上，压电陶瓷加载装置1、测功机加载装置2和电主轴加载装置7固定在支撑圆盘4上，膜片联轴器3和加载单元5安装在测功机加载装置2和电主轴加载装置7之间，油污加载装置6安装在电主轴加载装置7上，液压站8和控制柜9放置在地面。主要部件的功能如下：

支撑圆盘4实现整个电主轴可靠性试验装置绕圆盘轴在水平面内旋转，压电陶瓷加载装置1实现在空间上的升降及多自由度旋转，从而模拟电主轴实际加工过程中的不同工况，即不同角度的受力情况；

压电陶瓷加载装置1通过加载单元5实现电主轴动态切削力的模拟加载；

测功机加载装置2用于电主轴切削扭矩的模拟加载；

膜片联轴器3实现加载单元与测功机加载装置2之间的连接；

油污加载装置6用于电主轴真实工况下所受的油液污染的模拟加载；

电主轴加载装置7用于固定安装不同型号和规格的电主轴，具有位置调节功能；

液压站8为主轴和加载单元辅助动作的动力源，并设有流量控制阀，能够控制液压油的流量；为拉刀机构、液压调节及控制装置等提供液压油。

控制柜9实现对整个可靠性试验***的参数采集与控制功能，同时能够在显示器中显示试验装置的运行状况。

参阅图2，所述的支撑圆盘4包括转动圆盘11、圆盘驱动电机12和圆盘底座13。圆盘驱动电机12固定在圆盘底座13上，圆盘驱动电机12驱动转动圆盘11绕电机轴转动，实现加载装置在水平面内的旋转。

参阅图3、图4、图5、图6、图7，压电陶瓷加载装置1包括主防护体14、加载导轨15、弧形滑道16、滑块A17、滑块B18、弧形齿条A19、齿轮A20、加载臂21、滑块C22、滑块D23、弧形齿条B24、齿轮B25和压电陶瓷26。

参阅图3、图4、图5，加载导轨15加载导轨15通过螺栓固定在主防护体14内的顶部，加载导轨15下弧面有弧形齿条A19；齿轮A20安装在弧形滑道16上，与弧形齿条A19啮合；齿轮A20在弧形齿条A19上转动，从而带动弧形滑道16通过滑块A17和滑块B18在加载导轨15上滑动。

参阅图3、图6、图7，弧形滑道16下弧面有弧形齿条B24，齿轮B25安装在加载臂21上，与弧形齿条B24啮合；齿轮B25在弧形齿条B24上转动，从而带动加载臂21通过滑块C22和滑块D23在弧形滑道16上滑动。

参阅图8，所述加载臂21包括齿轮支撑27、液压杆28、加载臂关节Ⅰ29、加载臂关节Ⅱ30、加载臂电机轴A31、加载臂关节Ⅲ-A32、加载臂电机轴B33、加载臂电机轴C34、加载臂关节Ⅲ-B35、加载臂电机轴D36、加载臂电机轴E37、压电陶瓷抱夹A38和压电陶瓷抱夹B39。加载臂21通过齿轮支撑27上的齿轮B25实现在弧形滑道16上的滑动；液压杆28位于加载臂关节Ⅰ29上方，通过液压控制的方式带动加载臂关节Ⅰ29上下移动；加载臂关节Ⅰ29通过加载臂电机轴A31与加载臂关节Ⅱ30相连，加载臂电机轴A31驱动加载臂关节Ⅱ30绕轴转动。加载臂关节Ⅰ29通过两侧的加载臂电机轴B33和加载臂电机轴C34与加载臂关节Ⅲ-A32、加载臂关节Ⅲ-B35相连，加载臂电机轴B33、加载臂电机轴C34分别驱动加载臂关节Ⅲ-A32、加载臂关节Ⅲ-B35绕轴转动；加载臂关节Ⅲ-A32通过加载臂电机轴D36与压电陶瓷抱夹A38相连，加载臂关节Ⅲ-B35通过加载臂电机轴E37与压电陶瓷抱夹B39相连，加载臂关节Ⅲ-A32和加载臂关节Ⅲ-B35分别驱动压电陶瓷抱夹A38和压电陶瓷抱夹B39绕轴转动，从而实现压电陶瓷26的放松、夹紧以及加载臂21在空间上的多角度变换。

参阅图2、图3、图4、图5、图6、图7，图8，压电陶瓷加载装置1的主防护体14底部通过地脚螺栓固定在支撑圆盘4上，整个压电陶瓷加载装置1通过转动圆盘4的水平旋转，弧形滑道16在加载导轨15上的滑动，加载臂21在弧形滑道16上的滑动，以及加载臂21的上下移动和各个关节的转动，实现压电陶瓷26在空间上的多自由度变换，从而实现模拟电主轴切削过程中承受的不同方向的受力。

参阅图9，所述的测功机加载装置2包括测功机40、导向柱41、测功机连接板42、丝杠导轨43和测功机加载装置底板44。测功机40通过紧固螺栓固定在测功机连接板42上，四个导向柱41底面固定在测功机加载装置底板44上，并与测功机连接板42连接。丝杠导轨43上端固定在测功机连接板42上，下端固定在测功机加载装置底板44上，通过丝杠传动带动测功机连接板42的上下移动，从而实现测功机位置的调节。

参阅图10，加载单元5包括模拟刀柄45、加载单元上盖46、轴承47、套筒48、加载单元下盖49、加载单元外壳50和冷却管51。加载单元上盖46、轴承47、套筒48、加载单元下盖49按照顺序装配在模拟刀柄45一端，并将加载单元外壳50套装在外部；冷却管51嵌套在加载单元外壳50内侧的凹陷处，从而实现整个加载单元5的冷却。。

参阅图1、图10，压电陶瓷加载装置1通过加载单元5上的凹坑52进行模拟切削力的加载。

参阅图11，所述油污加载装置6包括防护盖53、油浸盒体Ⅰ54、密封圈55、喷头56、喷油管57、油浸盒体Ⅱ58、锁紧螺栓59、固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61。防护盖53内，油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58相扣，被固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61固定，并通过锁紧螺栓59将固定环Ⅰ60和固定环Ⅱ61锁紧。油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58内侧均安装有密封圈55，保证油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58相扣后，具有良好的密封性。油浸盒体Ⅱ58上设有注油孔，通过注油孔向油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58组成的油浸盒体内注入带颜色的油液污染混合液，模拟主轴切削过程中受到的油液污染情况，从而检测电主轴外壳与轴承端盖之间连接处的密封性能；四个喷头56分别固定在四个喷油管57一端，四个喷油管57另一端两两一组位于油浸盒体Ⅰ54和油浸盒体Ⅱ58上，通过注油孔增压注入带颜色的油液污染混合液，使混合液通过四个喷头56喷出，模拟主轴切削过程中受到的油液污染，从而检测电主轴轴芯与端盖间缝隙的密封性。通过监测防护盖53内及电主轴65内有色油液污染混合液情况，实现对电主轴油液污染程度的监测。

参阅图12，所述的电主轴加载装置7包括电主轴加载装置外壳62、主轴抱夹调节机构63、抱夹板64、电主轴65、V型支撑结构66、移动滑板67、滑块E68、直线滑道69和电主轴加载装置底板70。电主轴加载装置外壳62通过主轴抱夹调节机构63与抱夹板64相连；通过液压调节主轴抱夹调节机构63的高度，实现抱夹板64的上下移动以贴合电主轴65，从而适应不同型号电主轴的安装及试验；电主轴加载装置外壳62底部通过地脚螺栓固定在移动滑板67上，四个V型支撑结构66两两对齐通过紧固螺栓固定在移动滑板67上，共同支撑电主轴65，并通过液压调节形成不同角度支撑，与抱夹板64配合，共同实现多型号电主轴的抱夹；直线滑道69通过螺栓固定在电主轴加载装置底板70上，通过滑块E68滑动带动移动滑板67滑动，从而实现整个电主轴加载装置7的前后移动，以方便电主轴的安装及进给运动。

本发明中所述的实例是为了便于该领域技术人员能够理解和应用本发明。本发明只是一个优化的实例，或者说是一种较佳的具体技术方案，如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下，做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：包括主支撑体和应力加载装置；

所述主支撑体包括支撑圆盘(4)；

所述应力加载装置包括压电陶瓷加载装置(1)、测功机加载装置(2)、膜片联轴器(3)、加载单元(5)、油污加载装置(6)和电主轴加载装置(7)；

所述压电陶瓷加载装置(1)、测功机加载装置(2)和电主轴加载装置(7)固定在支撑圆盘(4)上；

所述膜片联轴器(3)和加载单元(5)安装在测功机加载装置(2)和电主轴加载装置(7)之间；所述膜片联轴器(3)一端与加载单元(5)连接，另一端连接测功机加载装置(2)；

所述油污加载装置(6)安装在电主轴加载装置(7)上，与电主轴轴芯同轴；

所述压电陶瓷加载装置(1)包括主防护体(14)、加载导轨(15)、弧形滑道(16)、滑块A(17)、滑块B(18)、弧形齿条A(19)、齿轮A(20)、加载臂(21)、滑块C(22)、滑块D(23)、弧形齿条B(24)、齿轮B(25)和压电陶瓷(26)；

所述加载导轨(15)固定在主防护体(14)内的顶部，加载导轨(15)下弧面设有弧形齿条A(19)；所述齿轮A(20)安装在弧形滑道(16)上，与弧形齿条A(19)啮合；齿轮A(20)在弧形齿条A(19)上转动，从而带动弧形滑道(16)通过滑块A(17)和滑块B(18)在加载导轨(15)上滑动；弧形滑道(16)下弧面设有弧形齿条B(24)，所述齿轮B(25)安装在加载臂(21)上，与弧形齿条B(24)啮合；齿轮B(25)在弧形齿条B(24)上转动，从而带动加载臂(21)通过滑块C(22)和滑块D(23)在弧形滑道(16)上滑动；

所述加载臂(21)包括齿轮支撑(27)、液压杆(28)、加载臂关节Ⅰ(29)、加载臂关节Ⅱ(30)、加载臂电机轴A(31)、加载臂关节Ⅲ-A(32)、加载臂电机轴B(33)、加载臂电机轴C(34)、加载臂关节Ⅲ-B(35)、加载臂电机轴D(36)、加载臂电机轴E(37)、压电陶瓷抱夹A(38)和压电陶瓷抱夹B(39)；所述液压杆(28)位于加载臂关节Ⅰ(29)上方，通过液压控制的方式带动加载臂关节Ⅰ(29)上下移动；加载臂关节Ⅰ(29)通过加载臂电机轴A(31)与加载臂关节Ⅱ(30)相连，加载臂电机轴A(31)驱动加载臂关节Ⅱ(30)绕加载臂电机轴A(31)转动；加载臂关节Ⅰ(29)通过两侧的加载臂电机轴B(33)和加载臂电机轴C(34)与加载臂关节Ⅲ-A(32)、加载臂关节Ⅲ-B(35)相连，加载臂电机轴B(33)、加载臂电机轴C(34)分别驱动加载臂关节Ⅲ-A(32)、加载臂关节Ⅲ-B(35)绕加载臂电机轴B(33)、加载臂电机轴C(34)转动；加载臂关节Ⅲ-A(32)通过加载臂电机轴D(36)与压电陶瓷抱夹A(38)相连，加载臂关节Ⅲ-B(35)通过加载臂电机轴E(37)与压电陶瓷抱夹B(39)相连，加载臂关节Ⅲ-A(32)和加载臂关节Ⅲ-B(35)分别驱动压电陶瓷抱夹A(38)和压电陶瓷抱夹B(39)绕加载臂电机轴D(36)、加载臂电机轴E(37)转动，从而实现压电陶瓷(26)的放松、夹紧以及加载臂(21)空间上的角度变换。

2.根据权利要求1所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

所述测功机加载装置(2)包括测功机(40)、导向柱(41)、测功机连接板(42)、丝杠导轨(43)和测功机加载装置底板(44)；所述测功机(40)固定在测功机连接板(42)上；四个导向柱(41)底面固定在测功机加载装置底板(44)上，并与测功机连接板(42)连接；丝杠导轨(43)上端固定在测功机连接板(42)上，下端固定在测功机加载装置底板(44)上，通过丝杠传动带动测功机连接板(42)的上下移动。

3.根据权利要求2所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

所述加载单元(5)包括模拟刀柄(45)、加载单元上盖(46)、轴承(47)、套筒(48)、加载单元下盖(49)、加载单元外壳(50)和冷却管(51)；加载单元上盖(46)、轴承(47)、套筒(48)、加载单元下盖(49)依次装配在模拟刀柄(45)一端，并将加载单元外壳(50)套装在外部；所述冷却管(51)嵌套在加载单元外壳(50)内侧的凹陷处，从而实现整个加载单元(5)的冷却；

所述模拟刀柄(45)一端连接膜片联轴器(3)，另一端与电主轴加载装置(7)连接。

4.根据权利要求3所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

所述油污加载装置(6)包括防护盖(53)、油浸盒体Ⅰ(54)、喷头(56)、喷油管(57)、油浸盒体Ⅱ(58)、锁紧螺栓(59)、固定环Ⅰ(60)和固定环Ⅱ(61)；防护盖(53)内，油浸盒体Ⅰ(54)和油浸盒体Ⅱ(58)相扣，被固定环Ⅰ(60)和固定环Ⅱ(61)固定，并通过锁紧螺栓(59)将固定环Ⅰ(60)和固定环Ⅱ(61)锁紧；油浸盒体Ⅱ(58)上设有注油孔，通过注油孔向油浸盒体Ⅰ(54)和油浸盒体Ⅱ(58)组成的油浸盒体内注入带颜色的油液污染混合液；

喷头(56)固定在喷油管(57)一端，喷油管(57)另一端位于油浸盒体Ⅰ(54)或油浸盒体Ⅱ(58)上。

5.根据权利要求4所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

所述电主轴加载装置(7)包括电主轴加载装置外壳(62)、主轴抱夹调节机构(63)、抱夹板(64)、电主轴(65)、V型支撑结构(66)、移动滑板(67)、滑块E(68)、直线滑道(69)和电主轴加载装置底板(70)；

所述电主轴加载装置外壳(62)通过主轴抱夹调节机构(63)与抱夹板(64)相连；通过液压调节主轴抱夹调节机构(63)的高度，实现抱夹板(64)的上下移动以贴合电主轴(65)；电主轴加载装置外壳(62)底部固定在移动滑板(67)上，四个V型支撑结构(66)两两对齐通过紧固螺栓固定在移动滑板(67)上，共同支撑电主轴(65)，并通过液压调节形成不同角度支撑，与抱夹板(64)配合；所述直线滑道(69)固定在电主轴加载装置底板(70)上，通过滑块E(68)滑动带动移动滑板(67)滑动。

6.根据权利要求5所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

所述支撑圆盘(4)包括转动圆盘(11)、圆盘驱动电机(12)和圆盘底座(13)；所述圆盘驱动电机(12)固定在圆盘底座(13)上，圆盘驱动电机(12)驱动转动圆盘(11)绕电机轴转动。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

还包括辅助设备；所述辅助设备包括液压站(8)、控制柜(9)；液压站(8)、控制柜(9)放置在地面；

所述液压站(8)为主轴和加载单元提供冷却液，并设有流量控制阀，能够控制液压油的流量；为拉刀机构、液压调节及控制装置提供液压油；

所述控制柜(9)实现对整个可靠性试验***的参数采集与控制功能，同时能够在显示器中显示试验装置的运行状况。

8.根据权利要求4所述的一种电主轴可靠性试验模拟加载装置，其特征在于：

所述加载单元外壳(50)设有凹坑(52)；

所述喷头(56)设置四个，所述喷油管(57)设置四个；

四个喷头(56)分别固定在四个喷油管(57)一端，四个喷油管(57)另一端两两一组位于油浸盒体Ⅰ(54)和油浸盒体Ⅱ(58)上，通过注油孔增压注入带颜色的油液污染混合液，使混合液通过四个喷头(56)喷出，模拟主轴切削过程中受到的油液污染，从而检测电主轴轴芯与端盖间缝隙的密封性。

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