[发明专利]一种主轴轴承结合部动刚度测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种主轴轴承结合部动刚度测试装置，属于轴承刚度及主轴系统性能测量技术领域。

背景技术

轴承动刚度是主轴系统中非常关键的性能参数之一，直接影响主轴系统的精度。对于主轴轴承结合部来说，其刚度受很多因素影响，如轴承预紧力、轴承配对方式、轴承与轴的配合、转速、轴承温升等。因此，通过实验方法研究轴承在不同预紧力、不同配对方式、不同转速的情况下，主轴轴承结合部动刚度的变化规律，对提高机床加工性能具有重要意义。

目前，在研究轴承刚度的问题中，包括研究轴承的静刚度和动刚度。它们都反映了结构抵抗变形的能力，不同之处在于静刚度指的是承受稳定载荷时抵抗静态位移变化的能力；而动刚度指的是承受交变动载荷时，抵抗动态位移变化能力，动刚度是衡量结构抗振能力的主要指标，因此研究轴承动刚度测试对准确获得主轴轴承系统动力学特性具有更重要意义。

鉴于目前测试轴承结合部动刚度的测试装置较少，且都是只考虑单一因素或者只针对主要影响因素的设计，本发明综合考虑了多种影响因素来进行测量，即温升大小、预紧力大小、轴承配对方式和数量多少。其效果会更加准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种主轴轴承结合部动刚度测试装置。用于测试多种影响因素对轴承结合部动刚度的影响规律。优点在于：鉴由于设计时综合考虑了轴承结合部动刚度多个影响因素，因此本装置能够更精确地获取轴承结合部轴向刚度、径向刚度和角刚度。

1.本发明采用的技术方案为：一种主轴轴承结合部动刚度测试装置，包括驱动部分A，转轴部分B和预紧力加载测试装置D。

2.所述驱动A部分主要由电机3、第一带轮2、V带1、第二带轮6、传动轴5、联轴器7、带座调心轴承4。2个带座调心轴承4使得带拉力不作用在轴上，减小了轴的挠度并且提高了轴的旋转精度。联轴器将转速和扭矩传递到主轴上。

3.所述转轴部分B是一个多轴承系统，包括前端支撑、后端支撑和主轴。所使用的轴承均为陶瓷角接触球轴承11，前端支撑的轴承数量为1-4个，前端轴承组通过轴肩、套筒、轴承内挡圈13、轴承外挡圈12、第一圆螺母9、前端盖10、后端盖14将轴承轴向定位。后端支撑的轴承数量为1-2个。后端轴承组通过轴肩、套筒、第二圆螺母19、后轴封架16、后轴承套15将轴承轴向定位。各个轴承的内圈与主轴过渡配合，前端轴承的外圈与前轴承座22间隙配合、后端轴承的外圈与后轴承套15间隙配合，后轴承套15与后轴承座21是动配合。前端轴承组能够重新安装，变换数量和配对方式，有DT(2个轴承串联)、DB(背对背)、DF(面对面)、TT(3个轴承串联)、TBT(3个轴承，含有背对背的串联)、TFT(3个轴承，含有面对面的串联)、QT(4个轴承串联)、QFC(4个轴承，成对串联的面对面方式)、QBC(4个轴承，成对串联的背对背方式)、QBT(4个轴承，含有背对背的3个串联)、QFT(4个轴承，含有面对面的3个串联)。根据主轴受力情况，后端支撑的轴承组配对方式依照前端的做相应的改变。通过对比各种配对情况的轴承结合部动刚度的变化规律，为主轴系统动特性的研究提供更为准确的结论，同时为不同工况下主轴系统合理选取支撑方式提供了有力的依据。图3所示的是其中一种，即前端TT型、后端DT型的配对方式。

4.所述前轴承座和后轴承座都在轴承安装部位钻孔，可以安放温度传感器，便于测得在运转的主轴达到热平衡时轴承外圈的温升。并且主轴前、后支撑处有塑料保温罩n1、n2，塑料保温罩的存在减少散热，使得温升测量更接近真实情况。