[發明專利]一種主軸的軸向動剛度測試方法和裝置

有效

• 申請號: 201811558812.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109765016B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 鄭良鋼;熊萬里;葉穎;卜霞;趙倩妮;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01M13/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 謝嘉舜;孫中華

本發明公開了一種主軸的軸向動剛度測試方法，包括以下步驟：在主軸上安裝承載板；沿主軸的軸向在承載板的相對兩側分別間隙設置液體靜壓軸承；驅動主軸旋轉；采用兩個定量泵分別對應往兩個液體靜壓軸承的油腔輸入油，并使油經過液體靜壓軸承的油腔噴向承載板；采用位移傳感器測試承載板的軸向位移，并根據承載板的軸向位移確定主軸的軸向位移x；計算出液體靜壓軸承的油腔的有效承載面積S；計算出液體靜壓軸承的油腔的出油液阻R₀；計算出主軸的軸向動剛度k。本發明可減小振動，并能避免碰磨導致的安全事故。本發明還公開了一種主軸的軸向動剛度測試裝置。

技術領域

本發明涉及一種主軸技術領域，尤其涉及一種主軸的軸向動剛度測試方法和裝置。

背景技術

目前，高速機床主軸是現代機床的核心功能部件，其作用是帶動刀具(砂輪)或工件旋轉，實現高速精密加工。隨著現代工業對機床加工精度和加工效率要求的不斷提高，機床對主軸性能的要求也越來越高。剛度是衡量高速機床主軸性能的重要指標之一。主軸剛度包括靜止狀態下的靜剛度和高速運轉時的動剛度。目前工程上可行且被廣泛采用的剛度測試方法是靜剛度測試方法。但是靜剛度無法真實反映主軸在高速運轉時承受切削載荷條件下抵抗變形的能力，只有動剛度才能科學反映主軸的動態承載特性。

目前工程上動剛度測試方法有：滾動軸承式加載測量方法，即直接用滾動軸承作為加載軸承，加載軸承外圓與主軸懸伸端的外圓接觸，而實現對主軸的加載；但是，該種方式存在以下缺陷：

(1)加載軸承隨主軸高速旋轉，導致噪音大，振動大；

(2)加載軸承與主軸外圓是光滑法向接觸，導致加載軸承容易因碰磨發熱而損壞。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種主軸的軸向動剛度測試方法，本發明的目的之二在于提供一種主軸的軸向動剛度測試裝置，其采用間隙設置的液體靜壓軸承實現加載，且液體靜壓軸承與承載板之間存在間隙，可減小振動，并能避免碰磨導致的安全事故。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

一種主軸的軸向動剛度測試方法，包括以下步驟：

準備步驟：在主軸上安裝承載板；沿所述主軸的軸向在所述承載板的相對兩側分別間隙設置液體靜壓軸承，使兩個所述液體靜壓軸承分別與所述承載板之間的初始間隙大小相同，并使兩所述液體靜壓軸承的油腔呈相對設置；

施加載荷步驟：驅動主軸旋轉；采用兩個定量泵分別對應往兩個液體靜壓軸承的油腔輸入油，并使油經過所述液體靜壓軸承的油腔噴向所述承載板；同時，將其中一個所述定量泵的轉速V₁調節為n₀+n_x，并將另一個所述定量泵的轉速V₂調節為n₀-n_x；

軸向位移獲取步驟：在所述施加載荷步驟中，采用位移傳感器測試承載板的軸向位移，并根據所述承載板的軸向位移確定主軸的軸向位移x；

計算步驟：

根據面積計算公式計算出所述液體靜壓軸承的油腔的有效承載面積S；

計算出所述液體靜壓軸承的油腔的出油液阻R₀；

根據式子(1)計算出所述主軸軸向動剛度k；

其中，上述式子(1)中：