專(zhuān)利名稱(chēng)：回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度試驗(yàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)軌剛度試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向 剛度試驗(yàn)裝置，本發(fā)明還涉及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度的試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
液壓靜壓導(dǎo)軌分為直線運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌。液壓靜壓導(dǎo) 軌承載能力大，抗振能力強(qiáng)，在重型機(jī)床、精密機(jī)床及其他機(jī)械中占有重要地位。液壓靜壓 導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及載荷直接影響液壓靜壓導(dǎo)軌副中的油膜分布，油膜分布將影響液壓導(dǎo)軌副 的剛度，從而影響導(dǎo)向精度。因此在進(jìn)行液壓靜壓導(dǎo)軌副創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，剛度設(shè)計(jì)非常重要。 獲取液壓靜壓導(dǎo)軌副剛度的方法，一是完全采用試驗(yàn)的方法獲取，試驗(yàn)量非常大，不適合創(chuàng) 新開(kāi)發(fā)；二是完全解析方法獲取，解析方法及解析結(jié)果的可靠性需要用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證 ’三 是解析與試驗(yàn)結(jié)合的方法，對(duì)單項(xiàng)的軸向剛度和徑向剛度用試驗(yàn)方法獲取，以上述單項(xiàng)剛 度為基礎(chǔ)，采用解析方法求解綜合剛度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度試驗(yàn)方法 及裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)精確。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，一種回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度的試驗(yàn) 裝置，包括平臺(tái)、固定在平臺(tái)上的兩根立柱、固定在兩根立柱上的橫梁、回轉(zhuǎn)部件、軸向載荷 組件和徑向載荷組件；回轉(zhuǎn)部件由回轉(zhuǎn)組件及固定在回轉(zhuǎn)組件底端的壓板組成，回轉(zhuǎn)部件 通過(guò)液壓靜壓導(dǎo)軌的上軸向油膜、下軸向油膜及徑向油膜支承在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座中，回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌 座固定在平臺(tái)上；軸向載荷組件包括法蘭套A、螺桿A、套筒A、連接件A、力傳感器A和連接 盤(pán)；法蘭套A固定在橫梁上，套筒A的上部套在法蘭套A下部的套管A內(nèi)且兩者相互配合， 套筒A的下端固定有連接件A ；螺桿A穿過(guò)法蘭套A上部的法蘭盤(pán)A和套筒A上部的端蓋A， 螺桿A通過(guò)螺紋與法蘭盤(pán)A連接，螺桿A與端蓋A之間留有間隙；法蘭盤(pán)A與端蓋A之間的 螺桿A上設(shè)置有止推軸承A，位于套筒A內(nèi)的螺桿A上套有徑向軸承A ；力傳感器A由力傳 感器主體及設(shè)置在力傳感器主體兩端的螺桿C組成，其上端的螺桿C穿過(guò)連接件A并伸至 套筒A內(nèi)，且與連接件A之間留有間隙，下端螺桿C的端部螺紋連接在連接盤(pán)的中心螺紋孔 內(nèi)，連接盤(pán)固定在回轉(zhuǎn)組件的上表面；位于套筒A內(nèi)的螺桿C通過(guò)螺紋連接有圓螺母，圓螺 母的外徑與套筒A的內(nèi)孔表面相配合，圓螺母的下端面壓在連接件A的上端面上，連接件A 的下端面壓在力傳感器主體的上端面；螺桿A、力傳感器A和連接盤(pán)的中心線與回轉(zhuǎn)組件的 回轉(zhuǎn)軸線位于同一條直線上；徑向載荷組件從立柱到回轉(zhuǎn)部件依次設(shè)置有法蘭套B、套筒 B、連接件B、力傳感器B、加載件和連接彎板；法蘭套B固定在立柱上，套筒B —側(cè)設(shè)置的端 蓋B套在法蘭套B的套管B內(nèi)且兩者相互配合，套筒B另一側(cè)的端部固定有連接件B ；連接 件B還與力傳感器B的一側(cè)固定連接，力傳感器B另一側(cè)還固定連接加載件；加載件朝向回 轉(zhuǎn)部件的方向設(shè)置有半球型突起；連接彎板由垂直設(shè)置的板A和板B組成，板A橫向固定在
4回轉(zhuǎn)組件上，加載件的半球型突起壓在呈縱向設(shè)置的板B上；該徑向載荷組件還包括螺桿 B，螺桿B穿過(guò)法蘭套B的法蘭盤(pán)B和套筒B的端蓋B，螺桿B通過(guò)螺紋與法蘭盤(pán)B連接，螺 桿B與端蓋B之間留有間隙；法蘭盤(pán)B與端蓋B之間的螺桿B上設(shè)置有止推軸承B，位于套 筒B內(nèi)的螺桿B上套有徑向軸承B ；螺桿B、力傳感器B和加載件的半球型突起的中心線位 于同一條直線上，且與徑向油膜軸長(zhǎng)方向的對(duì)稱(chēng)線重合，還與回轉(zhuǎn)組件回轉(zhuǎn)軸線垂直相交; 回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座上還設(shè)置有位移傳感器組件A和位移傳感器組件B的安裝支架，位移傳感器組 件A測(cè)頭沿Y軸方向?qū)?zhǔn)回轉(zhuǎn)組件，位移傳感器組件B的測(cè)頭沿Z軸方向?qū)?zhǔn)回轉(zhuǎn)組件。上述試驗(yàn)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行軸向剛度試驗(yàn)的方法 為將螺桿A旋轉(zhuǎn)向下微動(dòng)，依次通過(guò)套筒A、連接件A、力傳感器A和 連接盤(pán)對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加向下的壓力，由力傳感器A測(cè)出向下的軸向載荷 巧下，由位移傳感器組件B測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座之間的軸向相對(duì)位移Uz下，從而 求出液壓靜壓導(dǎo)軌向下的軸向剛度K軸下；將螺桿A旋轉(zhuǎn)向上微動(dòng)，依次通過(guò)套筒A、連接 件A、力傳感器A和連接盤(pán)對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加向上的拉力，由力傳感器A測(cè)出向上的軸向載荷 F2上，由位移傳感器組件B測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座之間的軸向相對(duì)位移Uz上，從而求 出液壓靜壓導(dǎo)軌向上的軸向剛度K軸上。上述試驗(yàn)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行徑向剛度試驗(yàn)的方法為將螺桿B旋轉(zhuǎn)向 回轉(zhuǎn)部件方向微動(dòng)，依次通過(guò)套筒B、連接件B、力傳感器B、加載件和連接彎板對(duì)回轉(zhuǎn)部件 施加壓力，由力傳感器B測(cè)出向回轉(zhuǎn)部件方向的徑向載荷FY，由位移傳感器組件A測(cè)出回轉(zhuǎn) 部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座之間的徑向相對(duì)位移Uy，從而求出靜壓導(dǎo)軌的徑向剛度K徑。本發(fā)明的有益效果是，可以用來(lái)獲取回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度 數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)精確，對(duì)以單項(xiàng)剛度為基礎(chǔ)求解綜合剛度，試驗(yàn) 量大大減小。利用本發(fā)明裝置還可以對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌剛度及油膜切向粘者力影響 的解析方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌剛度的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供依據(jù)。


圖1是本發(fā)明試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明試驗(yàn)裝置中軸向載荷組件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明試驗(yàn)裝置中徑向載荷組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座，2.壓板，3.回轉(zhuǎn)組件，4.立柱，5.橫梁，6.法蘭套A， 7.螺桿A，8.止推軸承A，9.徑向軸承A，10.套筒A，ll.螺母A，12.防松螺母A，13.圓 螺母，14.連接件A，15.力傳感器A，16.防松螺母B，17.連接盤(pán)，18.法蘭套B，19.螺桿 B, 20.止推軸承B，21.徑向軸承B，22.套筒B，23.螺母B，24.定心螺釘，25.連接件B， 26.力傳感器B，27.墊片，28.加載件，29.連接彎板，30.平臺(tái)，31.位移傳感器組件A， 32.位移傳感器組件B，33.法蘭盤(pán)A，34.套管A，35.端蓋A，36.止口 A，37.螺桿C，38.法 蘭盤(pán)B，39.套管B，40.端蓋B，41.球型凸起，42.板A，43.板B，44.止口 B，45.力傳感器主 體，a為上軸向油膜，b為徑向油膜，c為下軸向油膜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明提供一種回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度的試驗(yàn)裝 置，包括平臺(tái)30、固定在平臺(tái)30上的兩根立柱4、固定在兩根立柱4上的橫梁5、回轉(zhuǎn)部件、 軸向載荷組件和徑向載荷組件?；剞D(zhuǎn)部件由回轉(zhuǎn)組件3 (包括回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)及轉(zhuǎn)臺(tái))及固定在回轉(zhuǎn)組件3底部 的壓板2組成，回轉(zhuǎn)部件通過(guò)液壓靜壓導(dǎo)軌的上軸向油膜a (圓環(huán)狀)、下軸向油膜c (圓環(huán) 狀)及徑向油膜b (圓筒狀)支承在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座1中，而回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座1固定在平臺(tái)30上。上 軸向油膜a、下軸向油膜c及徑向油膜b構(gòu)成液壓靜壓導(dǎo)軌副，對(duì)回轉(zhuǎn)組件3的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn) 行導(dǎo)向，其中依靠軸向油膜進(jìn)行軸向定位(導(dǎo)向)，依靠徑向油膜進(jìn)行徑向定位(導(dǎo)向)。如圖1和圖2所示，軸向載荷組件包括法蘭套A6、螺桿A7、套筒A10、連接件A14、 力傳感器A15和連接盤(pán)17 ；法蘭套A6固定在橫梁5上，套筒AlO的上部套在法蘭套A6下 部的套管A34內(nèi)且兩者相配合，套筒AlO的下端固定連接有連接件A14 ；螺桿A7穿過(guò)法蘭 套A6上部的法蘭盤(pán)A33和套筒AlO上部的端蓋A35，螺桿A7通過(guò)螺紋與法蘭盤(pán)A33連接， 螺桿A7與端蓋A35之間留有間隙；法蘭盤(pán)A33與端蓋A35之間的螺桿A7上設(shè)置有止推軸 承A8，止推軸承A8被壓在螺桿A7上的臺(tái)階和端蓋A35上表面之間，止推軸承A8上端的孔 與螺桿A7的軸相配合，下端的孔與螺桿A7的軸之間留有間隙；位于套筒AlO內(nèi)的螺桿A7 上還套有徑向軸承A9，徑向軸承A9的孔與螺桿A7的軸相配合，徑向軸承A9的外徑與套筒 AlO的內(nèi)孔表面相配合；套筒AlO的端蓋A35內(nèi)表面與套筒AlO內(nèi)孔內(nèi)表面之間的連接處 設(shè)置有止口 A36，螺桿A7的下端螺紋連接有螺母All ；徑向軸承A9外環(huán)的上端面和內(nèi)環(huán)的 下端面分別被止口 A36和螺母All壓住，止口 A36對(duì)徑向軸承A9進(jìn)行向上軸向定位，螺母 All對(duì)徑向軸承A9進(jìn)行向下軸向定位。力傳感器A15由力傳感器主體45及設(shè)置在力傳感 器主體45兩端的螺桿C37組成，其上端的螺桿C37穿過(guò)連接件A14并伸至套筒AlO內(nèi)，且 與連接件A14之間留有間隙，下端螺桿C37的端部螺紋連接在連接盤(pán)17的中心螺紋孔內(nèi)， 連接盤(pán)17固定在回轉(zhuǎn)組件3的上表面；連接件A14的下端面壓在力傳感器主體45的上端 面；位于套筒AlO內(nèi)的螺桿C37上通過(guò)螺紋連接有圓螺母13，且圓螺母13的外徑與套筒 AlO的內(nèi)孔表面相配合，圓螺母13的下端面壓在連接件A14的上端面；圓螺母13上側(cè)的螺 桿C37上設(shè)置有防松螺母A12，將圓螺母13鎖緊，連接盤(pán)17上側(cè)的螺桿C37上設(shè)置有防松 螺母B16，將連接盤(pán)17鎖緊。螺桿A7、力傳感器A15和連接盤(pán)17的中心線與回轉(zhuǎn)組件3的 回轉(zhuǎn)軸線位于同一條直線上。力傳感器A15為可進(jìn)行拉、壓的雙向力傳感器。如圖1和3所示，徑向載荷組件從立柱4到回轉(zhuǎn)部件依次設(shè)置有法蘭套B18、套筒 B22、連接件B25、力傳感器B26、加載件觀和連接彎板四；法蘭套B18固定在立柱4上，套 筒B22 —側(cè)設(shè)置的端蓋B40套在法蘭套B18的套管B39內(nèi)且兩者相互配合，套筒B22另一 側(cè)的端部固定有連接件B25 ；連接件B25還壓在力傳感器B^ —側(cè)的突起面上且兩者通過(guò) 定心螺釘對(duì)固定連接，定心螺釘M與連接件B25的內(nèi)孔配合進(jìn)行定心；力傳感器似6的另 一側(cè)與加載件觀固定連接，兩者之間還設(shè)置有墊片27 ；加載件觀朝向回轉(zhuǎn)部件的方向設(shè) 置有半球型突起41 ；連接彎板四由垂直設(shè)置的板A42和板B43組成，板A42橫向固定在回 轉(zhuǎn)組件3上，加載件觀的半球型突起41壓在呈縱向設(shè)置的板B43上。該徑向載荷組件還 包括螺桿B19，螺桿B19穿過(guò)法蘭套B18的法蘭盤(pán)B38和套筒B22的端蓋B40，螺桿B19通
6過(guò)螺紋與法蘭盤(pán)B38連接，螺桿B19與端蓋B40之間留有間隙；法蘭盤(pán)B38與端蓋B40之間 的螺桿B19上設(shè)置有止推軸承B20，止推軸承B20被壓在螺桿B19上的臺(tái)階和端蓋B40的 外表面之間，止推軸承B20靠近法蘭盤(pán)B38的孔與螺桿B19的軸相配合，靠近端蓋B40的孔 與螺桿B19的軸之間留有間隙；位于套筒B22內(nèi)的螺桿B19上還套有徑向軸承B21，徑向軸 承B21的孔與螺桿B19的軸相配合，徑向軸承B21的外徑與套筒B22的內(nèi)孔表面相配合；套 筒B22的端蓋B40內(nèi)表面與內(nèi)孔表面之間的連接處設(shè)置有止口 B44，位于套筒B22內(nèi)螺桿 B19的端部螺紋連接有螺母B23 ；徑向軸承B21外環(huán)靠近端蓋B40的端面和內(nèi)環(huán)靠近連接件 B25的端面分別被止口 B44和螺母B23壓住，對(duì)徑向軸承B22向左向右進(jìn)行軸向定位。螺桿 B19、力傳感器B^和加載件觀的半球型突起41的中心線位于同一條直線上，且與徑向油 膜b軸長(zhǎng)方向的對(duì)稱(chēng)線重合，還與回轉(zhuǎn)組件3回轉(zhuǎn)軸線垂直相交?；剞D(zhuǎn)導(dǎo)軌座1上還設(shè)置有位移傳感器組件A31和位移傳感器組件B32的安裝支 架，位移傳感器組件A31測(cè)頭沿Y軸方向?qū)?zhǔn)回轉(zhuǎn)組件3，位移傳感器組件B32的測(cè)頭沿Z 軸方向?qū)?zhǔn)回轉(zhuǎn)組件3。在進(jìn)行軸向剛度試驗(yàn)時(shí)徑向載荷組件需脫開(kāi)，也就是轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿B19向背向回轉(zhuǎn)部 件的方向退，使加載件觀與連接彎板四脫離。其具體利用本發(fā)明裝置對(duì)回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo) 軌進(jìn)行軸向剛度試驗(yàn)方法為(1)進(jìn)行液壓靜壓導(dǎo)軌向下(Z軸的負(fù)向)軸向剛度試驗(yàn)時(shí)，使 用軸向載荷組件進(jìn)行壓力加載；將螺桿A7旋轉(zhuǎn)向下微動(dòng)，依次通過(guò)套筒A10、連接件A14、力 傳感器A15和連接盤(pán)17對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加向下的壓力，由力傳感器A15測(cè)出向下的軸向載荷 FzT ,由位移傳感器組件B32 (可安裝多個(gè)，以減小測(cè)量誤差)測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座 1之間的軸向相對(duì)位移Uz下，通過(guò)公式K軸T=Fz下/Uz下求出液壓靜壓導(dǎo)軌向下的軸向
剛度K軸下(載荷產(chǎn)生的零件變形可通過(guò)計(jì)算求出并從測(cè)量值中扣出)；(2)進(jìn)行液壓靜壓 導(dǎo)軌向上(Z軸的正向)軸向剛度試驗(yàn)時(shí)，使用軸向載荷組件進(jìn)行拉力加載；將螺桿A7旋轉(zhuǎn) 向上微動(dòng)，依次通過(guò)套筒A10、連接件A14、力傳感器A15和連接盤(pán)17對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加向上 的拉力，由力傳感器A15測(cè)出向上的軸向載荷Fz上，由位移傳感器組件B32測(cè)出回轉(zhuǎn)部件 與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座1之間的軸向相對(duì)位移Uz上，通過(guò)公式K軸上=Fz上/Uz上求出液壓靜壓導(dǎo) 軌向上的軸向剛度K軸上。在進(jìn)行徑向剛度試驗(yàn)時(shí)軸向載荷組件需脫開(kāi)，也就是松開(kāi)連接盤(pán)17與回轉(zhuǎn)組件3 的連接，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿A7向上退，使得連接盤(pán)17與回轉(zhuǎn)組件3脫離。利用本發(fā)明裝置對(duì)回轉(zhuǎn)液 壓靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行徑向剛度試驗(yàn)方法為使用徑向載荷組件進(jìn)行壓力加載；將螺桿B19旋轉(zhuǎn) 向回轉(zhuǎn)部件的方向微動(dòng)，依次通過(guò)套筒B22、連接件B25、力傳感器B26、加載件觀和連接彎 板四對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加壓力，由力傳感器B^測(cè)出向回轉(zhuǎn)部件方向的徑向載荷FY，由位移傳 感器組件A31 (可安裝多個(gè)，以減小測(cè)量誤差)測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座1之間的徑向相 對(duì)位移Uy，通過(guò)公式K徑=FyZUy求出靜壓導(dǎo)軌的徑向剛度Kg (載荷產(chǎn)生的零件變形可 通過(guò)計(jì)算求出并從測(cè)量值中扣出)。本發(fā)明裝置還可進(jìn)行徑向油膜b的切向粘著力對(duì)軸向剛度的影響試驗(yàn)，改變徑向 油膜b的壓力大小，重復(fù)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度試驗(yàn)，考察徑向油膜壓力對(duì) 軸向剛度的影響。還可進(jìn)行上軸向油膜a和下軸向油膜c的切向粘著力對(duì)徑向剛度的影響試驗(yàn)，改變上軸向油膜a和下軸向油膜c的壓力大小，重復(fù)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌徑向 剛度試驗(yàn)，考察軸向油膜壓力對(duì)徑向剛度的影響。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度的試驗(yàn)裝置，其特征在于包括平臺(tái) (30)、固定在平臺(tái)(30)上的兩根立柱(4)、固定在兩根立柱(4)上的橫梁(5)、回轉(zhuǎn)部件、軸 向載荷組件和徑向載荷組件；所述回轉(zhuǎn)部件由回轉(zhuǎn)組件(3)及固定在回轉(zhuǎn)組件(3)底端的壓板(2)組成，回轉(zhuǎn)部件通 過(guò)液壓靜壓導(dǎo)軌的上軸向油膜(a)、下軸向油膜(c)及徑向油膜(b)支承在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座(1) 中，回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座(1)固定在平臺(tái)(30)上；所述軸向載荷組件包括法蘭套A (6)、螺桿A (7)、套筒A (10)、連接件A (14)、力傳感 器A (15)和連接盤(pán)(17);法蘭套A (6)固定在橫梁(5)上，套筒A (10)的上部套在法蘭套 A (6)下部的套管A (34)內(nèi)且兩者相互配合，套筒A (10)的下端固定有連接件A (14);螺 桿A (7)穿過(guò)法蘭套A (6)上部的法蘭盤(pán)A (33)和套筒A (10)上部的端蓋A (35)，螺桿 A (7)通過(guò)螺紋與法蘭盤(pán)A (33)連接，螺桿A (7)與端蓋A (35)之間留有間隙；法蘭盤(pán)A (33)與端蓋A (35)之間的螺桿A (7)上設(shè)置有止推軸承A (8)，位于套筒A (10)內(nèi)的螺 桿A (7)上套有徑向軸承A (9);所述力傳感器A (15)由力傳感器主體(45)及設(shè)置在力 傳感器主體(45)兩端的螺桿C (37)組成，其上端的螺桿C (37)穿過(guò)連接件A (14)并伸 至套筒A (10)內(nèi)，且與連接件A (14)之間留有間隙，下端螺桿C (37)的端部螺紋連接在 連接盤(pán)(17)的中心螺紋孔內(nèi)，連接盤(pán)(17)固定在回轉(zhuǎn)組件(3)的上表面；位于套筒A (10) 內(nèi)的螺桿C (37)通過(guò)螺紋連接有圓螺母(13)，圓螺母(13)的外徑與套筒A (10)的內(nèi)孔表 面相配合，圓螺母(13)的下端面壓在連接件A (14)的上端面上，連接件A (14)的下端面 壓在力傳感器主體(45)的上端面；螺桿A (7)、力傳感器A (15)和連接盤(pán)(17)的中心線與 回轉(zhuǎn)組件(3)的回轉(zhuǎn)軸線位于同一條直線上；所述徑向載荷組件從立柱(4)到回轉(zhuǎn)部件依次設(shè)置有法蘭套B (18)、套筒B (22)、連 接件B (25)、力傳感器B (沈)、加載件(28)和連接彎板(29)；法蘭套B (18)固定在立柱 (4)上，套筒B (22) —側(cè)設(shè)置的端蓋B (40)套在法蘭套B (22)的套管B (39)內(nèi)且兩者 相互配合，套筒B (22)另一側(cè)的端部固定有連接件B (25);連接件B (25)還與力傳感器 B (26)的一側(cè)固定連接，力傳感器B (26)另一側(cè)還固定連接加載件(28);所述加載件(28) 朝向回轉(zhuǎn)部件的方向設(shè)置有半球型突起(41);連接彎板(29)由垂直設(shè)置的板A (42)和板 B (43)組成，板A (42)橫向固定在回轉(zhuǎn)組件(3)上，加載件(28)的半球型突起(41)壓在 呈縱向設(shè)置的板B (43)上；該徑向載荷組件還包括螺桿B (19)，螺桿B (19)穿過(guò)法蘭套 B (18)的法蘭盤(pán)B (38)和套筒B (22)的端蓋B (40)，螺桿B (19)通過(guò)螺紋與法蘭盤(pán)B (38)連接，螺桿B (19)與端蓋B (40)之間留有間隙；法蘭盤(pán)B (38)與端蓋B (40)之間 的螺桿B (19)上設(shè)置有止推軸承B (20)，位于套筒B (22)內(nèi)的螺桿B (19)上套有徑向軸 承B (21);所述螺桿B (19)、力傳感器B (26)和加載件(28)的半球型突起(41)的中心線 位于同一條直線上，且與徑向油膜(b)軸長(zhǎng)方向的對(duì)稱(chēng)線重合，還與回轉(zhuǎn)組件(3)回轉(zhuǎn)軸線 垂直相交；回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座(1)上還設(shè)置有位移傳感器組件A (31)和位移傳感器組件B (32)的安裝 支架，位移傳感器組件A (31)測(cè)頭沿Y軸方向?qū)?zhǔn)回轉(zhuǎn)組件(3)，位移傳感器組件B (32) 的測(cè)頭沿Z軸方向?qū)?zhǔn)回轉(zhuǎn)組件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述止推軸承A(8)被壓在螺桿A (7)上的臺(tái)階和端蓋A (35)上表面之間，止推軸承A (8)上端的孔與螺桿A (7)的軸相配合，下端的孔與螺桿A (7)的軸之間留有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述徑向軸承A(9)的孔與螺桿A (7)的軸相配合，徑向軸承A (9)的外徑與套筒A (10)的內(nèi)孔表面相配合；套筒A (10)的 端蓋A (35)內(nèi)表面與內(nèi)孔表面之間的連接處設(shè)置有止口 A (36)，螺桿A (7)的下端螺紋連 接有螺母A (11);徑向軸承A (9)外環(huán)的上端面和內(nèi)環(huán)的下端面分別被止口 A (36)和螺 母A (11)壓住。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述圓螺母(13)上側(cè)的螺桿C(37) 上設(shè)置有防松螺母A (12)，連接盤(pán)(17)上側(cè)的螺桿C (37)上設(shè)置有防松螺母B (16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述止推軸承B(20)被壓在螺桿B (19)上的臺(tái)階和端蓋B (40)的外表面之間，止推軸承B (20)靠近法蘭盤(pán)B (38)的孔與螺 桿B (19)的軸相配合，靠近端蓋B (40)的孔與螺桿B (19)的軸之間留有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述徑向軸承B(21)的孔與螺桿B (19)的軸相配合，徑向軸承B (21)的外徑與套筒B (22)的內(nèi)孔表面相配合；套筒B (22) 的端蓋B (40)內(nèi)表面與內(nèi)孔表面之間的連接處設(shè)置有止口 B (44)，位于套筒B (22)內(nèi)螺 桿B (19)的端部螺紋連接有螺母B (23);徑向軸承B (21)外環(huán)靠近端蓋B (40)的端面 和內(nèi)環(huán)靠近連接件(25)的端面分別被止口 B (44)和螺母B (23)壓住。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述連接件B(25)壓在力傳感器B (26) 一側(cè)的突起上，并與力傳感器B (26)通過(guò)定心螺釘(24)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述力傳感器B(26)與加載件(28) 之間設(shè)置有墊片(27)。
9.利用權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行軸向剛度和徑向剛度試 驗(yàn)的方法，其特征在于對(duì)回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行軸向剛度試驗(yàn)的方法為將螺桿A (7)旋轉(zhuǎn) 向下微動(dòng)，依次通過(guò)套筒A (10)、連接件A (14)、力傳感器A (15)和連接盤(pán) (17)對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加向下的壓力，由力傳感器A (15)測(cè)出向下的軸向載荷 F2下，由位移傳感器組件B(32)測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座(1)之間的軸向相對(duì)位移Uz下 ，從而求出液壓靜壓導(dǎo)軌向下的軸向剛度Ι 軸下；將螺桿A (7)旋轉(zhuǎn)向上微動(dòng)，依次通過(guò)套 筒A (10)、連接件A (14)、力傳感器A (15)和連接盤(pán)(17)對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加向上的拉力，由 力傳感器A (15)測(cè)出向上的軸向載荷Fz上，由位移傳感器組件B (32)測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回 轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座(1)之間的軸向相對(duì)位移Uz上，從而求出液壓靜壓導(dǎo)軌向上的軸向剛度K軸上；對(duì)回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行徑向剛度試驗(yàn)的方法為將螺桿B (19)旋轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)部件方向 微動(dòng)，依次通過(guò)套筒B (22)、連接件B (25)、力傳感器B (沈)、加載件(28)和連接彎板(29) 對(duì)回轉(zhuǎn)部件施加壓力，由力傳感器B (26)測(cè)出向回轉(zhuǎn)部件方向的徑向載荷Fy，由位移傳感 器組件A (31)測(cè)出回轉(zhuǎn)部件與回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座(1)之間的徑向相對(duì)位移Uy，從而求出靜壓導(dǎo)軌 的徑向剛度K徑。
全文摘要
本發(fā)明提供了回轉(zhuǎn)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度和徑向剛度試驗(yàn)方法及裝置，回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座固定在平臺(tái)上，壓板與回轉(zhuǎn)組件固定連接組成回轉(zhuǎn)部件，回轉(zhuǎn)部件依靠液壓靜壓導(dǎo)軌副進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向；軸向載荷組件包括垂直布置的法蘭套、螺桿、止推軸承、徑向軸承、套筒、連接件、力傳感器、力傳感器及連接盤(pán)；徑向載荷組件包括水平布置的法蘭套、螺桿、止推軸承、徑向軸承、套筒、連接件、力傳感器、加載件、連接彎板；位移傳感器組件的安裝支架固定在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌座上，測(cè)頭對(duì)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)組件。本發(fā)明既可以用來(lái)獲取回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌軸向剛度徑向剛度數(shù)據(jù)，也可用來(lái)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓靜壓導(dǎo)軌剛度及油膜切向粘著力影響解析方法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M5/00GK102147320SQ20111004700
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者史恩秀, 惠燁, 楊新剛, 高峰, 黃玉美 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)