[发明专利]一种主轴的轴向动刚度测试方法和装置

权利要求书

1.一种主轴的轴向动刚度测试方法，其特征在于包括以下步骤：

准备步骤：在主轴上安装承载板；沿所述主轴的轴向在所述承载板的相对两侧分别间隙设置液体静压轴承，使两个所述液体静压轴承分别与所述承载板之间的初始间隙大小相同，并使两所述液体静压轴承的油腔呈相对设置；

施加载荷步骤：驱动主轴旋转；采用两个定量泵分别对应往两个液体静压轴承的油腔输入油，并使油经过所述液体静压轴承的油腔喷向所述承载板；同时，将其中一个所述定量泵的转速V₁调节为n₀+n_x，并将另一个所述定量泵的转速V₂调节为n₀-n_x；

轴向位移获取步骤：在所述施加载荷步骤中，采用位移传感器测试承载板的轴向位移，并根据所述承载板的轴向位移确定主轴的轴向位移x；

计算步骤：

根据面积计算公式计算出所述液体静压轴承的油腔的有效承载面积S；

计算出所述液体静压轴承的油腔的出油液阻R₀；

根据式子(1)计算出所述主轴的轴向动刚度k；

其中，上述式子(1)中：

x为所述主轴的轴向位移；S为所述液体静压轴承的油腔的有效承载面积；n₀为所述定量泵的额定转速；n_x为转速V₁或转速V₂相对于所述额定转速的变化量；q₀为所述定量泵每旋转一周泵出的额定油量；R₀为所述液体静压轴承的油腔的出油液阻；h₀为所述液体静压轴承与所述承载板之间的初始间隙大小。

2.如权利要求1所述的主轴的轴向动刚度测试方法，其特征在于：在所述轴向位移获取步骤中，采用两个所述位移传感器测试所述承载板的轴向位移，并取两所述位移传感器测试到的数值的平均值为所述主轴的轴向位移x。

3.如权利要求1所述的主轴的轴向动刚度测试方法，其特征在于：在所述施加载荷步骤中，采用变频器控制供应给所述定量泵的变频电机频率大小，以调节所述定量泵的转速。

4.如权利要求1所述的主轴的轴向动刚度测试方法，其特征在于：采用法兰作为所述承载板。

5.一种主轴的轴向动刚度测试装置，其特征在于：包括承载板、轴承座、储油容器、位移传感器、两个液体静压轴承、两个定量泵和两个变频器；所述轴承座形成有内腔；所述承载板活动设置在所述内腔内；两个所述液体静压轴承沿所述承载板的轴向分置于所述承载板的相对两侧，并分别安装在所述轴承座上；两个所述液体静压轴承的油腔呈相对设置，所述液体静压轴承与所述承载板之间形成有间隙；两个所述定量泵与两个所述液体静压轴承一一对应设置，且所述定量泵用于将所述储油容器内的油输送至对应所述液体静压轴承的油腔内；两个所述变频器与两个所述定量泵一一对应设置；所述变频器的输出端与对应所述定量泵的输入端电连接，所述变频器的输入端与外部电源连通；所述位移传感器安装在所述轴承座上，并用于测试所述承载板的轴向位移。

6.如权利要求5所述的主轴的轴向动刚度测试装置，其特征在于：所述位移传感器的数量为两个，两个所述位移传感器沿所述承载板的轴向依次排列。

7.如权利要求5所述的主轴的轴向动刚度测试装置，其特征在于：所述液体静压轴承还开设有回油槽和回油通道；所述回油槽的槽口朝向所述承载板；所述回油槽连通所述回油槽和所述内腔；所述回油通道连接回油管，所述回油管远离所述回油通道的一端伸入所述储油容器内。

8.如权利要求5所述的主轴的轴向动刚度测试装置，其特征在于：所述轴承座开设有连通外部和所述内腔的回油口。