[發明專利]一種電主軸軸承的預緊裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202110758229.1
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113399934B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 彭誠;文智明;張榮婷;張冬冬;賈惠玲;張庭政
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: B23P11/02
• 分類號: B23P11/02
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 殷愛鈞;梁永芳

本公開提供一種電主軸軸承的預緊裝置及其控制方法，電主軸軸承的預緊裝置包括：電主軸、軸承、第一軸承座和第二軸承座以及熱脹性合金，軸承套設在電主軸的外周，第一軸承座設置在軸承的軸向一端，第二軸承座的一端能與軸承的軸向另一端相接，第二軸承座的另一端能與第一軸承座相接，軸承的外圈、第一軸承座和第二軸承座圍成空腔，熱脹性合金設置于空腔中，當電主軸轉動時軸承會發熱并傳遞給熱脹性合金，熱脹性合金受熱會發生膨脹而擠壓軸承的外圈。根據本公開及時響應軸承的溫度變化并對其及時提供預緊力，減小電主軸的變形，從而提高電主軸的剛度，最終提高零件加工的精度和表面質量。

技術領域

本公開涉及智能裝備技術領域，具體涉及一種電主軸軸承的預緊裝置及其控制方法。

背景技術

隨著國家科技的進步，各行各業都陸續采用機械設備代替人工。近些年來，每年進口的機床和工業機器人的數量越來越多，其中以電主軸為核心的機床在加工零件中起著重要的作用。電主軸因其多功能和高效而廣泛被使用，但是電主軸在加工過程中會發生變形，從而導致加工的零件出現誤差，當前對零件的精度要求越來越高，很多都要求誤差在1μm左右，所以如何盡可能減小電主軸的變形成為了研究的熱點。其中，在加工過程中提高軸承的預緊力能較好地減小電主軸的變形，從而提高加工零件的精度。許多的國內院校和廠家都對電主軸旋轉時軸承的預緊進行了研究，主要集中在控制壓電陶瓷制動器提供相應的預緊力。這樣的控制結構需要使用多個部件搭配從而實現所設置的功能，在結構上相對復雜，而對于高速電主軸，應當盡可能地保證結構的相對簡單，呈對稱分布，這樣有利于提高整個電主軸的剛度，減小電主軸運行時的變形，從而提高電主軸的加工精度。另一方面，機床的高級功能需求也逐漸變熱門，其中實時監控能及時地反映電主軸的狀態，主要以振動加速度傳感器和位移傳感器等進行實時地監測，從而提高電主軸的可靠性。但是振動加速度傳感器和位移傳感器基本都是間接地監測，比如測試軸承座位置的加速度等，檢測精度有限。

由于現有技術中的電主軸在加工過程中無法及時提供預緊力而導致電主軸的剛度降低而發生變形，導致其加工精度和表面質量較差；電主軸在裝配好后，無法調節軸承預緊力，從而在切削力大的工況下，電主軸變形過大導致加工精度變差的問題等技術問題，因此本公開研究設計出一種電主軸軸承的預緊裝置及其控制方法。

公開內容

因此，本公開要解決的技術問題在于克服現有技術中的電主軸在裝配好后，無法調節軸承預緊力，從而在切削力大的工況下，電主軸變形過大導致加工精度變差的問題的缺陷，從而提供一種電主軸軸承的預緊裝置及其控制方法。

為了解決上述問題，本公開提供一種電主軸軸承的預緊裝置，其包括：

電主軸、軸承、第一軸承座和第二軸承座以及熱脹性合金，所述軸承套設在所述電主軸的外周，所述第一軸承座設置在所述軸承的軸向一端，所述第二軸承座的一端能與所述軸承的軸向另一端相接，所述第二軸承座的另一端能與所述第一軸承座相接，所述軸承的外圈、所述第一軸承座和所述第二軸承座圍成空腔，所述熱脹性合金設置于所述空腔中，當所述電主軸轉動時所述軸承會發熱并傳遞給所述熱脹性合金，所述熱脹性合金受熱會發生膨脹而擠壓所述軸承的外圈。

在一些實施方式中，所述第一軸承座能夠阻止所述熱脹性合金朝所述第一軸承座的方向膨脹；所述第二軸承座能夠阻止所述熱脹性合金朝所述第二軸承座的方向膨脹。

在一些實施方式中，所述第一軸承座為圓環盤狀結構，且位于所述軸承的軸向第一端，所述第二軸承座為圓環筒狀結構，在過所述電主軸的軸線的截面內，所述第二軸承座包括第一段和第二段，所述第一段位于所述軸承的軸向第二端，所述第二段位于所述熱脹性合金的徑向外周，且所述第二段的軸向一端與所述第一段連接、另一端與所述第二軸承座相接。

在一些實施方式中，所述第一軸承座能夠阻止所述熱脹性合金朝所述軸向第一端的方向膨脹；所述第二軸承座能夠阻止所述熱脹性合金朝所述軸向第二端的方向和徑向外側的方向膨脹。