[发明专利]用于测量机床主轴的轴承组刚度的测量装置

说明书

本申请提供一种用于测量机床主轴的轴承组刚度的测量装置，包括：底板，具有供主轴穿入的第一孔，且第二轴承组能够抵靠在底板上；第一侧支撑板和第二侧支撑板，对称地设置于第一孔的两侧且固定于底板上；顶板，一端和第一侧支撑板固定连接，另一端和第二侧支撑板固定连接，顶板上设置有和第一孔位置相对的第二螺纹孔；螺纹转动杆，能够转动地设置于第二螺纹孔内；载荷传感器，固定地设置于螺纹转动杆由顶板向着所述底板伸出的一侧；压板，固定地设置于载荷传感器朝向着底板的面上；位移传感器支架，固定地设置于底板上；位移传感器，用于测量压板的位移量，固定地设置于传感器支架上。该测量装置能够建立轴承组刚度曲线，以便于在实际应用时调用。

技术领域

本发明涉及轴承刚度测量领域，特别涉及测量机床主轴的轴承组刚度的测量装置。

背景技术

滚动轴承是机床主轴系统的关键部件之一。机床主轴系统绝大部分采用角接触球轴承。角接触球轴承的成本较低且具有较高的刚度和精度，因此成为大多数精密、高速机床主轴系统制造厂家的首选而被广泛应用。

通常情况下，轴承制造厂商的产品目录中会提供其在轻载、中载以及重载条件下的静态轴向刚度。但是滚动轴承的刚度并非恒定，其会受到机床主轴、轴承座、隔套等的实际公差尺寸的影响，与轴承圈是否产生过盈配合的影响，轴承安装面的圆柱度、垂直度或同轴度等因素的影响，进而随着主轴转速的改变和承受的载荷呈非线性变化。

因此，准确获取滚动轴承的刚度，并向其施加合适的预紧载荷，对提升机床主轴系统的性能具有重要的意义，是研制精密主轴系统的关键。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于测量机床主轴的轴承组刚度的测量装置，所述轴承组包括套设于主轴一端的第一轴承组和套设于主轴另一端的第二轴承组，所述第一轴承组和所述第二轴承组之间的主轴上套设有内、外隔套，所述第一轴承组的端面超出所述主轴的端面，其特征在于，包括：

底板，具有供主轴穿入的第一孔，且所述第二轴承组能够抵靠在底板上；

第一侧支撑板和第二侧支撑板，对称地设置于所述第一孔的两侧，且固定于所述底板上；

顶板，一端和所述第一侧支撑板固定连接，另一端和所述第二侧支撑板固定连接，所述顶板上设置有和所述第一孔位置相对的第二螺纹孔；

螺纹转动杆，能够转动地设置于所述第二螺纹孔内；

载荷传感器，固定地设置于所述螺纹转动杆由所述顶板向着所述底板伸出的一侧；

压板，固定地设置于所述载荷传感器朝向着所述底板的面上；

位移传感器支架，固定地设置于所述底板上；

位移传感器，用于测量所述压板的位移量，固定地设置于传感器支架上。

在本发明的一些实施方式中，所述螺纹转动杆的轴线和所述主轴的轴线重合。

在本发明的一些实施方式中，所述测量装置还可以包括：

分力帽，固定地设置于所述载荷传感器朝向所述顶板的表面上，所述分力帽上具有弧形凹陷；

钢球，至少一半体积位于所述弧形凹陷内，以使得所述螺纹转动杆的端部能够与其接触。

工作时，钢球的上端面与螺纹传动杆的下端接触，以使得螺纹传动杆所施加的载荷通过钢球能够沿轴向竖直传递至轴承组，即该钢球起到调心作用。

在本发明的一些实施方式中，所述第一侧支撑板上具有沿其高度方向延伸的第一腰孔，所述第二侧支撑板上具有沿其高度方向延伸的第二腰孔，所述顶板的一端通过螺栓和所述第一腰孔连接，所述顶板的另一端通过螺栓和所述第二腰孔连接。