CN108120739A - 一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置 - Google Patents

一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108120739A
CN108120739A CN201810068559.6A CN201810068559A CN108120739A CN 108120739 A CN108120739 A CN 108120739A CN 201810068559 A CN201810068559 A CN 201810068559A CN 108120739 A CN108120739 A CN 108120739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
constant
thermal deformation
machine tool
measurement device
temp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810068559.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108120739B (zh
Inventor
王建磊
张琛
高博
高一博
王晓虎
贾谦
王栋平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201810068559.6A priority Critical patent/CN108120739B/zh
Publication of CN108120739A publication Critical patent/CN108120739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108120739B publication Critical patent/CN108120739B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明公开了一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，包括固定模块、温度模拟模块、数据监测模块；固定模块包括试验台底座，验台底座上连接试验台基座，试验台基座连接轴承座；温度模拟模块包括恒温水箱，恒温水箱侧面底端依次连接供液泵、恒温管道、回流泵，回流泵连接恒温水箱的侧面上端，恒温管道穿过轴承座；数据监测模块包括计算机，计算机连接数据采集装置，数据采集装置分别连接温度传感器、电感测头，温度传感器连接恒温管道；能够测试不同尺寸、不同温度下轴承内圈的热形变量，且精度高；通过恒温水箱、回流泵、供液泵提供循环动力来给测试件模拟均匀的温度环境；还具有体积适中、结构紧凑、使用寿命长、能耗低的优点。

Description

一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置
技术领域
本发明属于轴承测量设备技术领域，具体涉及一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置。
背景技术
机械设备或部件在使用时，工作性能及使用精度会因自身的热变形而受到影响，如在气温较高时经纬仪在进行测量时会产生转轴卡死的现象。造成转轴卡死的原因是轴和滑动轴承在温度较大时产生了不同程度的热变形，轴只能向外变形而轴套向内变形，在温度达到某个值时就产生了卡死现象。
随着我国制造业的快速发展，对精密、高精密的铣床和磨床等基础的制造设备提出了更高的要求。如图1所示为某机床主轴静压轴承结构简图，静压滑动轴承内表面不少于四个间隔为90°的油腔，油腔的旁边为回油槽，油腔和回油槽之间装有封油面。静压滑动轴承是精密机床的一类关键支撑部件，具有低摩擦、低震动和高精度等特点，用于机床的电主轴、旋转工作台当中。机床工作时，润滑油及驱动部分产生的温升将会导致滑动轴承工作面变形，影响其使用性能，特别是轴系的运行精度。因此，测量静压滑动轴承的热变形，可以对轴承的设计和使用提供指导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，能够精确的测量静压滑动轴承的热变形量。
本发明的技术方案为，一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，包括固定模块、温度模拟模块、数据监测模块；
固定模块包括试验台底座，验台底座上连接试验台基座，试验台基座连接轴承座；
温度模拟模块包括依次连接的恒温水箱、供液泵、恒温管道、回流泵，并且形成的闭合回路，恒温管道穿过轴承座；
数据监测模块包括计算机，计算机连接数据采集装置，数据采集装置分别连接温度传感器、电感测头，温度传感器连接恒温管道。
本发明的特点还在于：
试验台底座上连接有管道支架a、管道支架b，管道支架a、管道支架b位于轴承座两侧，恒温管道固定于管道支架a、管道支架b上。
恒温管道靠近供液泵一端设置有电磁流量计。
恒温水箱设置于水箱基座上。
温度传感器不少于四个，均分于轴承座两侧的恒温管道上。
温度传感器为热电偶式温度传感器。
电感测头不少于四个。
试验台底座的底端通过地脚螺钉固定于地面上。
本发明一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置有益效果为：能够测试不同尺寸、不同温度下轴承内圈的热形变量，并且精度高；通过恒温水箱、回流泵、供液泵提供循环动力来给测试件模拟均匀的温度环境；本发明还具有体积适中、结构紧凑、使用寿命长、能耗低的优点。
附图说明
图1是本发明一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置结构示意图；
图2是本发明一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置数据监测模块结构示意图。
图中，1.水箱基座，2.恒温管道，3.回流泵，4.恒温水箱，5.供液泵，6.电磁流量计，7.管道支架a，8.温度传感器，9.轴承座，10.电感测头，11.实验轴承，12.试验台基座，13.管道支架b，14.试验台底座，15.计算机，16.数据采集装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，如图1、图2所示，包括固定模块、温度模拟模块、数据监测模块；
固定模块包括试验台底座14，验台底座14上连接试验台基座12，试验台基座12连接轴承座9；
温度模拟模块包括依次连接的恒温水箱4、供液泵5、恒温管道2、回流泵3，并且形成的闭合回路，恒温管道2穿过轴承座9；
数据监测模块包括计算机15，计算机15连接数据采集装置16，数据采集装置16分别连接温度传感器8、电感测头10，将测试数据存储于计算机15，可在线或离线进行数据处理和分析，温度传感器8连接恒温管道2。
试验台底座14上连接有管道支架a7、管道支架b13，管道支架a7、管道支架b13位于轴承座9两侧，恒温管道2固定于管道支架a7、管道支架b13上。
恒温管道2靠近供液泵5一端设置有电磁流量计6，能够监测恒温管道2中的水流量。
恒温水箱4设置于水箱基座1上。
试验台底座14的底端通过地脚螺钉固定于地面上，能够在回流泵3、供液泵5工作时，保证装置的稳定性。
温度传感器8不少于四个，均分于轴承座9两侧的恒温管道2上。
温度传感器8为热电偶式温度传感器，通过测量值可以控制测试温度误差。
电感测头10不少于四个，电感测头10固定于实验轴承内壁上，电感测头10均等的分布于实验轴承11的X轴、Y轴上，通过不同位置的测量值对比可减小局部温度差异带来的误差，使得测量结果更加准确。
本发明一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置的使用方法为：
使用时，选取恒温水箱可模拟温度为20～100℃，精确度为±0.1℃，将恒温管道2穿过实验轴承11，随后将温度传感器8均分于轴承座9两侧的恒温管道2上，将电感测头10均等的分布于实验轴承11内壁的X轴和Y轴上，连接好恒温管道2，打开供液泵5、回流泵3，恒温管道2的温度上升，同时恒温管道2经过实验轴承11，使实验轴承11的温度上升，电感测头10采集实验轴承11内壁的变化，将变化信息存储于计算机15，计算机15进行数据处理和分析。
通过上述方式，本发明一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置能够测试不同尺寸、不同温度下轴承内圈的热形变量，并且精度高；通过恒温水箱、回流泵、供液泵提供循环动力来给测试件模拟均匀的温度环境；本发明还具有体积适中、结构紧凑、使用寿命长、能耗低的优点。

Claims (8)

1.一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，包括固定模块、温度模拟模块、数据监测模块；
所述固定模块包括试验台底座(14)，所述验台底座(14)上连接试验台基座(12)，所述试验台基座(12)连接轴承座(9)；
所述温度模拟模块包括依次连接的恒温水箱(4)、供液泵(5)、恒温管道(2)、回流泵(3)，并且形成的闭合回路，所述恒温管道(2)穿过轴承座(9)；
所述数据监测模块包括计算机(15)，所述计算机(15)连接数据采集装置(16)，所述数据采集装置(16)分别连接温度传感器(8)、电感测头(10)，所述温度传感器(8)连接恒温管道(2)。
2.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述试验台底座(14)上连接有管道支架a(7)、管道支架b(13)，所述管道支架a(7)、管道支架b(13)位于轴承座(9)两侧，所述恒温管道(2)固定于管道支架a(7)、管道支架b(13)上。
3.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述恒温管道(2)靠近供液泵(5)一端设置有电磁流量计(6)。
4.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述恒温水箱(4)设置于水箱基座(1)上。
5.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述温度传感器(8)不少于四个，均分于轴承座(9)两侧的恒温管道(2)上。
6.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述温度传感器(8)为热电偶式温度传感器。
7.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述电感测头(10)不少于四个。
8.根据权利要求1所述一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置，其特征在于，所述试验台底座(14)的底端通过地脚螺钉固定于地面上。
CN201810068559.6A 2018-01-24 2018-01-24 一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置 Active CN108120739B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810068559.6A CN108120739B (zh) 2018-01-24 2018-01-24 一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810068559.6A CN108120739B (zh) 2018-01-24 2018-01-24 一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108120739A true CN108120739A (zh) 2018-06-05
CN108120739B CN108120739B (zh) 2021-07-20

Family

ID=62233083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810068559.6A Active CN108120739B (zh) 2018-01-24 2018-01-24 一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108120739B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109781778A (zh) * 2018-12-21 2019-05-21 上海交通大学 中空冷却结构电主轴内冷工况下的热特性测量装置与方法
CN112247664A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 沈阳马卡智工科技有限公司 恒温机床

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU719759A1 (ru) * 1977-10-03 1980-03-05 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Установка дл раздачи полых заготовок внутренним давлением
CN1936558A (zh) * 2005-09-22 2007-03-28 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 热变形测试装置
US20070256507A1 (en) * 2004-08-27 2007-11-08 Kernow Instrument Technology Limited System for Determining the Displacement of a Movable Member
CN201094033Y (zh) * 2007-11-14 2008-07-30 山东大学 表面安装或焊接式应力应变测试传感装置
CN201795790U (zh) * 2010-08-13 2011-04-13 中国海洋石油总公司 测试深水油管柱热变形、热应力的模拟试验机
CN102183364A (zh) * 2011-03-02 2011-09-14 北京工研精机股份有限公司 机床主轴性能测试平台
CN202571973U (zh) * 2012-05-17 2012-12-05 宜兴市灵人机械有限公司 进给机构的热变形控制装置
CN103168213A (zh) * 2010-03-15 2013-06-19 曾罗西玛Rf解决方案股份有限公司 射频识别感测装置及方法
EP2703796A1 (en) * 2011-04-26 2014-03-05 Tokyo Institute of Technology Force calculation system
CN103743565A (zh) * 2013-12-18 2014-04-23 南京理工大学 角接触球轴承温度、轴向热位移测试装置及实验方法
CN203929032U (zh) * 2014-06-30 2014-11-05 深圳东方锅炉控制有限公司 一种监测电站空预器转子变形的位移传感器
CN104596434A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 北京强度环境研究所 一种光纤光栅高温应变测试装置及其安装方法
CN205057625U (zh) * 2015-10-14 2016-03-02 高邮市永发机械有限公司 一种铣床纵向进给装置
CN205229316U (zh) * 2015-10-28 2016-05-11 安徽赫特电气有限责任公司 伴热带工况模拟试验装置
CN105758460A (zh) * 2016-04-05 2016-07-13 西安交通大学 一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试试验台
CN205643207U (zh) * 2016-04-01 2016-10-12 青岛泰联科高分子材料研发有限公司 一种带有快速冷却装置的热变形试验机
CN107367388A (zh) * 2017-08-25 2017-11-21 西安工业大学 航空滚动轴承热稳定性测试装置
CN107462181A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 诏安县鹏达机械设计部 一种三维高精度多功能热变形试验装置
CN206740384U (zh) * 2016-11-28 2017-12-12 盛瑞传动股份有限公司 差速器太阳伞齿轮垫片疲劳试验台
CN206876396U (zh) * 2017-05-11 2018-01-12 浙江省机电设计研究院有限公司 密封轴承综合性能模拟试验机

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU719759A1 (ru) * 1977-10-03 1980-03-05 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Установка дл раздачи полых заготовок внутренним давлением
US20070256507A1 (en) * 2004-08-27 2007-11-08 Kernow Instrument Technology Limited System for Determining the Displacement of a Movable Member
CN1936558A (zh) * 2005-09-22 2007-03-28 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 热变形测试装置
CN201094033Y (zh) * 2007-11-14 2008-07-30 山东大学 表面安装或焊接式应力应变测试传感装置
CN103168213A (zh) * 2010-03-15 2013-06-19 曾罗西玛Rf解决方案股份有限公司 射频识别感测装置及方法
CN201795790U (zh) * 2010-08-13 2011-04-13 中国海洋石油总公司 测试深水油管柱热变形、热应力的模拟试验机
CN102183364A (zh) * 2011-03-02 2011-09-14 北京工研精机股份有限公司 机床主轴性能测试平台
EP2703796A1 (en) * 2011-04-26 2014-03-05 Tokyo Institute of Technology Force calculation system
CN202571973U (zh) * 2012-05-17 2012-12-05 宜兴市灵人机械有限公司 进给机构的热变形控制装置
CN104596434A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 北京强度环境研究所 一种光纤光栅高温应变测试装置及其安装方法
CN103743565A (zh) * 2013-12-18 2014-04-23 南京理工大学 角接触球轴承温度、轴向热位移测试装置及实验方法
CN203929032U (zh) * 2014-06-30 2014-11-05 深圳东方锅炉控制有限公司 一种监测电站空预器转子变形的位移传感器
CN205057625U (zh) * 2015-10-14 2016-03-02 高邮市永发机械有限公司 一种铣床纵向进给装置
CN205229316U (zh) * 2015-10-28 2016-05-11 安徽赫特电气有限责任公司 伴热带工况模拟试验装置
CN205643207U (zh) * 2016-04-01 2016-10-12 青岛泰联科高分子材料研发有限公司 一种带有快速冷却装置的热变形试验机
CN105758460A (zh) * 2016-04-05 2016-07-13 西安交通大学 一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试试验台
CN206740384U (zh) * 2016-11-28 2017-12-12 盛瑞传动股份有限公司 差速器太阳伞齿轮垫片疲劳试验台
CN206876396U (zh) * 2017-05-11 2018-01-12 浙江省机电设计研究院有限公司 密封轴承综合性能模拟试验机
CN107367388A (zh) * 2017-08-25 2017-11-21 西安工业大学 航空滚动轴承热稳定性测试装置
CN107462181A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 诏安县鹏达机械设计部 一种三维高精度多功能热变形试验装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AKI LINJAMAA ET AL.: ""Modelling and analysis of elastic and thermal deformations of a hybrid journal bearing"", 《TRIBOLOGY INTERNATIONAL》 *
徐建宁 等: ""滚动轴承的温度场和热变形分析"", 《轴承》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109781778A (zh) * 2018-12-21 2019-05-21 上海交通大学 中空冷却结构电主轴内冷工况下的热特性测量装置与方法
CN109781778B (zh) * 2018-12-21 2020-05-05 上海交通大学 中空冷却结构电主轴内冷工况下的热特性测量装置与方法
CN112247664A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 沈阳马卡智工科技有限公司 恒温机床

Also Published As

Publication number Publication date
CN108120739B (zh) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110160788B (zh) 一种滚动轴承打滑研究实验台
Dowson et al. Paper 3: an experimental investigation of the thermal equilibrium of steadily loaded journal bearings
Lee et al. A study on the thermal characteristics and experiments of high-speed spindle for machine tools
Cristea et al. Transient pressure and temperature field measurements in a lightly loaded circumferential groove journal bearing from startup to steady-state thermal stabilization
CN108857574A (zh) 数控机床主轴的“热误差-温度”环的应用方法
CN108120739A (zh) 一种针对高精密机床静压轴承的热变形测量装置
CN109557025B (zh) 一种盘盘摩擦副润滑性能试验台
CN111272424A (zh) 水润滑轴承在线监测试验平台及轴承特性测试分析方法
Ma et al. Rotation error measurement technology and experimentation research of high-precision hydrostatic spindle
CN203364745U (zh) 双偏心曲轴相位角检具
Chen et al. Characterization and evaluation of rotation accuracy of hydrostatic spindle under the influence of unbalance
CN207881945U (zh) 一种静压轴承的热变形测量装置
CN207703464U (zh) 一种旋转式油封性能测试试验台
CN105864019B (zh) 泵热力性能试验效率测量中的泵效率精确测量方法
CN205749135U (zh) 一种测量空气静压轴承刚度的装置
Lu et al. Study on the gas film flow field and its influencing factors at the outlet of the orifice of the aerostatic bearing
CN205643306U (zh) 一种高旋转精度的润滑剂测试台架
CN113324757B (zh) 一种液体静压轴承承载特性的检测系统及检测方法
CN112378305B (zh) 一种基于过盈量控制的圆柱销装配方法
Wang et al. Investigation on the turbine blade tip clearance monitoring based on eddy current pulse-trigger method
Ciulli Experimental rigs for testing components of advanced industrial applications
CN109238218B (zh) 一种大型抛光机盘面平面度检测装置及其工作方法
Fu et al. Thermal monitoring and thermal deformation prediction for spherical machine tool spindles
Belforte et al. Identification of discharge coefficients of orifice-type restrictors for aerostatic bearings and application examples
CN201837406U (zh) 用于精密回转测量的自控制节流气浮装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant