[發(fā)明專利]一種主軸軸承結(jié)合部動(dòng)剛度測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710092626.3
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN106768749B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 駱海濤;王正印;于長帥;富佳;陳士鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G01M5/00
• 分類號(hào): G01M5/00;G01M7/02;G01M13/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發(fā)明涉及軸承在不同工況載荷下的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種主軸軸承結(jié)合部動(dòng)剛度測試裝置。包括底板及設(shè)置于底板上的電機(jī)組件、轉(zhuǎn)速傳感器、加速器、支撐軸承組件、待測軸承組件、激振裝置、傳動(dòng)軸、軸向位移傳感器及徑向位移傳感器，其中待測軸承組件和激振裝置套設(shè)于傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸的兩端通過支撐軸承組件支撐、且一端依次與加速器和電機(jī)組件連接，轉(zhuǎn)速傳感器、軸向位移傳感器及徑向位移傳感器分別用于測量傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、軸向位移及徑向位移。本發(fā)明測量方便、結(jié)構(gòu)清晰、操作簡單，可以模仿實(shí)際工況測得軸承剛度，對(duì)研究軸承結(jié)合部動(dòng)態(tài)特性及確定合理的預(yù)緊力有重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承在不同工況載荷下的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種主軸軸承結(jié)合部動(dòng)剛度測試裝置。

背景技術(shù)

角接觸球軸承是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛的零件之一，其剛度性能直接影響到主軸系統(tǒng)的剛度特性，特別是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，角接觸球軸承的剛度直接影響主軸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)而影響機(jī)床的加工精度，因而研究角接觸球軸承的剛度，特別是動(dòng)剛度具有非常重要的意義。

早在上個(gè)世紀(jì)中期，前蘇聯(lián)的研究人員對(duì)影響機(jī)床加工精度的結(jié)合部振動(dòng)問題進(jìn)行了研究。到了上世紀(jì)的70至80年代，英國的相關(guān)研究人員基于赫茲接觸理論就軸承這種常見的結(jié)合部開展了理論推導(dǎo)研究，并設(shè)計(jì)了小型的試驗(yàn)臺(tái)通過回歸分析驗(yàn)證了經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的正確性。但是由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)水平的落后，使得軸承動(dòng)剛度的求解需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。到了20世紀(jì)后期，人們越來越意識(shí)到了結(jié)合部的動(dòng)態(tài)性能對(duì)重載設(shè)備加工精度的影響，人們開展了大量的實(shí)驗(yàn)測試工作，包括軸承的剛度、阻尼、模態(tài)頻率和壽命等，積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。到了21世紀(jì)，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，研究人員開始采用基于赫茲接觸理論精確的迭代算法和考慮多方面的幾何因素來開展結(jié)合部剛度的精確計(jì)算研究。

目前，在研究軸承剛度的問題中，包括研究軸承的靜剛度和動(dòng)剛度。兩者均反映了結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，不同之處在于靜剛度指的是承受穩(wěn)定載荷時(shí)抵抗靜態(tài)位移變化的能力；而動(dòng)剛度指的是承受交變動(dòng)載荷時(shí)，抵抗動(dòng)態(tài)位移變化的能力，動(dòng)剛度是衡量結(jié)構(gòu)抗振能力的主要指標(biāo)，因此研究軸承動(dòng)剛度測試對(duì)準(zhǔn)確獲得主軸軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性具有重要意義。

測試軸承結(jié)合部動(dòng)剛度的測試裝置較少，多數(shù)測試對(duì)象只針對(duì)單個(gè)軸承，因此獲取不同工況下不同軸承動(dòng)態(tài)特性參數(shù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種主軸軸承結(jié)合部動(dòng)剛度測試裝置，本裝置測試精度高并能測量不同軸承軸向和徑向動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種主軸軸承結(jié)合部動(dòng)剛度測試裝置，包括底板及設(shè)置于底板上的電機(jī)組件、轉(zhuǎn)速傳感器、加速器、支撐軸承組件、待測軸承組件、傳動(dòng)軸及軸向位移傳感器，其中待測軸承組件套設(shè)于所述傳動(dòng)軸上，所述傳動(dòng)軸的兩端通過支撐軸承組件支撐、且一端依次與加速器和電機(jī)組件連接，所述轉(zhuǎn)速傳感器和軸向位移傳感器分別用于測量所述傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和軸向位移。

所述待測軸承組件包括預(yù)緊螺母、推力球軸承、預(yù)緊力加載裝置、軸承座、軸承座支架、被測軸承及軸承端蓋，其中軸承座支架安裝在所述底板上，所述軸承座和軸承座支架連接，所述預(yù)緊力加載裝置設(shè)置于所述軸承座內(nèi)、且可沿軸向移動(dòng)，所述預(yù)緊螺母與所述軸承座的一端螺紋連接、且通過推力球軸承與預(yù)緊力加載裝置連接，所述被測軸承設(shè)置于所述軸承座的另一端、且通過與軸承座的連接的軸承端蓋軸向限位。

所述預(yù)緊力加載裝置與被測軸承之間設(shè)有軸承擋圈。

所述預(yù)緊力加載裝置包括外擋圈、彈簧支架、彈簧、固定套筒及內(nèi)擋圈，其中外擋圈與內(nèi)擋圈之間連接有多個(gè)與軸線平行的彈簧支架，各彈簧支架的一端與內(nèi)擋圈固定連接，另一端與所述外擋圈滑動(dòng)連接，各彈簧支架上均套設(shè)有彈簧，所述固定套筒套設(shè)于所述外擋圈和內(nèi)擋圈的外側(cè)。

所述的固定套筒的側(cè)壁上沿軸向設(shè)有滑槽，所述外擋圈和內(nèi)擋圈分別通過螺釘與所述滑槽滑動(dòng)連接。