[发明专利]一种静压轴承刚度高精度测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种静压轴承刚度高精度测量系统及方法，通过轴向力加载组件或径向力加载组件可拆卸装设在同一个气缸加载系统和光学平台，实现集成性，节约占用空间，试验时只需调整气缸加载系统与待测静压轴承的位置和更换轴向力加载组件或径向力加载组件即可；同时待测静压轴承和气缸加载系统配合装设在光学平台上，加载力气缸与待测静压轴承的相对位置可以相应调整，提高加载位置和加载力大小的控制精准度。

技术领域

本发明涉及轴承测量技术领域，具体涉及一种静压轴承刚度高精度测量系统及方法。

背景技术

随着超精密加工行业的迅猛发展，对超精密加工机床的零件性能也有了更高的要求。相较于传统的滚动轴承，静压轴承具有运动精度高、对环境变化不敏感、工作寿命长等优点，因此广泛应用于超精密加工机床；静压轴承的性能好坏很大程度地影响成品合格率。其中，刚度是静压轴承性能表征的一项重要指标，静压轴承的刚度不足将导致实际切削量波动，加工质量下降等问题，对静压轴承的轴向与径向刚度进行测量，可预测实际的加工质量并为计算补偿量提供数据，从而提高工件的加工精度和表面质量。

现有技术中涉及测量静压轴承轴向与径向刚度的装置一般为两套分离的装置，缺乏集成性，对装置制造误差敏感，或者在实际加载中，加载力气缸与待测静压轴承的相对位置难调整，存在无法精准控制加载位置和加载力大小的情况，导致受力面的位移变化分布不均匀，无法保证测量得到的位移变化量和加载力大小的准确性。当前，亟需一种测量静压轴承轴向和径向刚度的集成装置，该装置能够精准控制加载位置与加载力，保障刚度测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中涉及测量静压轴承轴向与径向刚度的装置一般为两套分离的独立装置，且在测试系统中加载力气缸与待测静压轴承的相对位置固定，难以调整，无法精准控制加载位置和加载力大小的情况；本发明目的在于提供一种静压轴承刚度高精度测量系统，通过轴向力加载组件或径向力加载组件可拆卸装设在气缸加载系统，实现集成性；待测静压轴承和气缸加载系统配合装设在光学平台上，加载力气缸与待测静压轴承的相对位置可以相应调整，提高加载位置和加载力大小的控制精准度；另外，本发明还提供一种静压轴承刚度高精度测量方法，采用轴向力加载组件或径向力加载组件可拆卸装设在气缸加载系统，并结合二维机械平台来调整气缸与待测静压轴承的相对位置，具有通用性强、精度高的优势，可实现不同尺寸静压轴承的轴向或径向刚度测量。

本发明通过下述技术方案实现：

本方案提供一种静压轴承刚度高精度测量系统，包括：光学平台和气缸加载系统；

待测静压轴承和气缸加载系统均固定在光学平台上，所述气缸加载系统包括：轴向力加载组件和径向力加载组件；所述轴向力加载组件或径向力加载组件可拆卸装设在气缸加载系统中；

气缸加载系统通过轴向力加载组件向待测静压轴承的轴向施加压力以测量待测静压轴承的轴向刚度；

气缸加载系统通过径向力加载组件向待测静压轴承的径向施加压力以测量待测静压轴承的径向刚度。

本方案工作原理：现有技术中涉及测量静压轴承轴向与径向刚度的装置一般为两套分离的独立装置，缺乏集成性，对装置制造误差敏感，占用空间大且不便于收纳，且在测试系统中加载力气缸与待测静压轴承的相对位置固定，难以调整，无法精准控制加载位置和加载力大小的情况；本方案提供的一种静压轴承刚度高精度测量系统，通过轴向力加载组件或径向力加载组件可拆卸装设在同一个气缸加载系统和光学平台，实现集成性，节约占用空间，试验时只需调整气缸加载系统与待测静压轴承的位置和更换轴向力加载组件或径向力加载组件即可；同时待测静压轴承和气缸加载系统配合装设在光学平台上，加载力气缸与待测静压轴承的相对位置可以相应调整，提高加载位置和加载力大小的控制精准度。

所述光学平台为基于空气弹簧隔振的平台。

进一步优化方案为，所述气缸加载系统还包括：二维机械平台、转接板和固定底座；