科创中国

高端装备制造产业

作为现代机械制造的工业母机，数控机床的发展水平决定着各国机械行业的发展上限，因此，国内外对于数控机床的研究，一刻也没有停止。电主轴因其在数控机床内部至关重要的作用，其可靠性直接决定整个数控机床的精度、稳定性等。因此，对电主轴可靠性开展研究意义重大。对电主轴进行可靠性研究，其实就是对电主轴实际工况下的故障数据进行统计、建模、分析、处理。获取数据的方法主要有两种，一种是直接收集实际工作的电主轴故障数据；另一种是在实验室中搭建电主轴可靠性试验台来模拟实际工况获取故障数据。第一种方法，因其成本大、周期长、不可复现等缺点逐渐不被关注；第二种方法，因其工况可控、周期短、可较快速发现故障等优点更受专家、学者们的青睐。 国内外现有的电主轴可靠性加载试验装置，从加载方式上可以分为接触式加载和非接触式加载两种。目前，一部分接触式的电主轴可靠性试验台采用，径向、轴向或X轴、Y轴等两个加载杆来施加载荷，这不仅使得试验装置的成本提高，还降低了模拟电主轴实际受力情况的精确度。

本团队发明了一种利用单加载杆实现全角度加载且能模拟实际工况下电主轴的受力情况的电主轴可靠性试验台。通过一种稳定可靠的接触式加载方法，只用一套电液伺服系统来控制加载，降低试验装置成本，并且通过搭配设计的加载杆与球型加载单元，使其实现全角度精确加载。此实验台使用创新型的电液伺服加载杆杆头与球型加载单元环形凹槽，实现了轴向力、径向力全角度的加载，通过多个步进电机和减速器的配合，克服了机械加载的局限，使得加载可以线性控制，省时省力，加载更准确。更重要的是，本发明实现了同一试验台适用于具有不同规格、不同长度的电主轴稳定性试验工作。可见本发明通用性强，节省了专用设备的成本投入，且操作简单，具有很好的应用前景。

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