CN109187026A

CN109187026A - 高速高精密电主轴轴承综合性能试验台

Info

Publication number: CN109187026A
Application number: CN201811342263.5A
Authority: CN
Inventors: 戴野; 魏文强; 战士强; 尹相茗; 齐云衫
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-01-11

Abstract

本发明涉及一种高速高精密电主轴轴承综合性能试验台，由电主轴，抱箍，底座，联轴器，主轴，试验轴承组件，受载轴承组件，滑台，螺母丝杆副，轴向加载机构，径向加载机构组成。电主轴借助抱箍与底座相连，作为试验台的源动力装置。电主轴借助联轴器与主轴相连，通过联轴器，为主轴提供动力。试验轴承组件与受载轴承组件同轴安装，一对试验轴承组件布置在主轴两端，受载轴承组件布置在主轴中端。试验轴承组件借助滑台与滑轨底座相连，通过螺母丝杆副推动滑台移动。轴向加载机构在液压作用下，产生轴向载荷，并作用在试验轴承组件上。径向加载机构在液压作用下，推动活塞运动到轴承套凹槽处，产生径向载荷，并作用在受载轴承组件上。

Description

高速高精密电主轴轴承综合性能试验台

技术领域

本发明涉及一种高速高精密电主轴轴承综合性能试验台。

背景技术

随着数控机床行业的不断发展，需要电主轴具有较高的可靠性和稳定性，轴承是实现电主轴高速高精密化的核心部件，电主轴轴承的综合性能对电主轴实际运行有着重要影响。目前，电主轴轴承试验是随电主轴在空载条件下一同进行整机试验，此种方法不足以反映电主轴实际工况下动载荷和不同转速对轴承性能的影响；并且测量过程中受限于数控机床的实际运行状态，同时电主轴极限工况下进行数据采集对操作人员和机床产生极大的危险，无法满足多种工况下电主轴轴承试验要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速高精密电主轴轴承综合性能试验台。

基本技术方案是：高速高精密电主轴轴承综合性能试验台由电主轴，抱箍，底座，联轴器，主轴，试验轴承组件，轴承端盖，隔套，试验轴承，主轴托架，受载轴承组件，外端盖，受载轴承，轴承套，滑台，滑轨底座，螺母丝杆副，轴向加载机构，活塞筒，弹簧，活塞导杆，支撑座，径向加载机构，轴系压盖，活塞衬套，活塞，轴系端盖，螺钉组成。电主轴借助抱箍与底座相连，作为试验台的源动力装置。电主轴借助联轴器与主轴相连，通过联轴器，为主轴提供动力。试验轴承组件由轴承端盖，隔套，试验轴承和主轴托架共同构成；受载轴承组件由外端盖，受载轴承和轴承套共同构成；试验轴承组件与受载轴承组件同轴安装，一对试验轴承组件布置在主轴两端，受载轴承组件布置在主轴中端，此种对称式的轴系结构，保证了主轴的受力均衡。试验轴承组件借助滑台与滑轨底座相连，通过螺母丝杆副推动滑台移动，保证轴承与主轴良好的同轴度。轴向加载机构由活塞筒，弹簧，活塞导杆和支撑座构成，在液压作用下，推动活塞导杆向前移动，通过弹簧产生轴向载荷，并作用在试验轴承组件上。径向加载机构由轴系压盖，活塞衬套，活塞和轴系端盖构成，通过螺钉固定在滑轨底座上，轴系端盖与轴系压盖组成油缸，在液压作用下，推动活塞运动到轴承套凹槽处，产生径向载荷，并作用在受载轴承组件上。

本发明的有益效果是：

1.本试验台在轴系结构中采用对称式的轴承支撑形式，不仅可以消除或减少主轴偏斜的影响，也使轴系结构整体受力均衡，易于实现高转速。

2.本试验台采用液压加载的方式，不仅具有快速的响应能力，且启停控制十分便捷，载荷可以立刻施加到位，还可对系统实现过载保护。

3.本试验台采用螺母丝杆副驱动滑台来实现试验轴承组件的移动，不仅保证了良好的同轴度，也提高了主轴的动平衡精度。

4.本试验台能够较好地模拟电主轴实际工况下不同载荷对轴承的影响，且操作简便易于控制，满足了电主轴轴承试验要求。

附图说明

下面结合附图对本细胞进一步说明。

附图1：试验台整体结构示意图

附图2：轴系结构局部爆炸图

附图3：轴向加载机构局部示意图

附图4：径向加载机构局部爆炸图

附图5：径向加载机构三维剖面图

图中：1电主轴，2 抱箍，3底座，4联轴器，5主轴，6试验轴承组件，7轴承端盖，8隔套，9试验轴承，10主轴托架，11受载轴承组件，12外端盖，13受载轴承，14轴承套，15滑台，16滑轨底座，17螺母丝杆副，18轴向加载机构，19活塞筒，20弹簧，21活塞导杆，22支撑座，23径向加载机构，24轴系压盖，25，活塞衬套，26活塞，27轴系端盖，28螺钉。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。

本发明的结构组成如图1、图2、图3、图4和图5所示。高速高精密电主轴轴承综合性能试验台由电主轴（1），抱箍（2），底座（3），联轴器（4），主轴（5），试验轴承组件（6），轴承端盖（7），隔套（8），试验轴承（9），主轴托架（10），受载轴承组件（11），外端盖（12），受载轴承（13），轴承套（14），滑台（15），滑轨底座（16），螺母丝杆副（17），轴向加载机构（18），活塞筒（19），弹簧（20），活塞导杆（21），支撑座（22），径向加载机构（23），轴系压盖（24），活塞衬套（25），活塞（26），轴系端盖（27），螺钉（28）组成。电主轴（1）借助抱箍（2）与底座（3）相连，作为试验台的源动力装置。电主轴（1）借助联轴器（4）与主轴（5）相连，通过联轴器（4），为主轴（5）提供动力。试验轴承组件（6）由轴承端盖（7），隔套（8），试验轴承（9）和主轴托架（10）共同构成；受载轴承组件（11）由外端盖（12），受载轴承（13）和轴承套（14）共同构成；试验轴承组件（6）与受载轴承组件（11）同轴安装，一对试验轴承组件（6）布置在主轴（5）两端，受载轴承组件（11）布置在主轴（5）中端，此种对称式的轴系结构，保证了主轴（5）的受力均衡。试验轴承组件（6）借助滑台（15）与滑轨底座（16）相连，通过螺母丝杆副（17）推动滑台（15）移动，保证轴承与主轴（5）良好的同轴度。轴向加载机构（18）由活塞筒（19），弹簧（20），活塞导杆（21）和支撑座（22）构成，在液压作用下，推动活塞导杆（21）向前移动，通过弹簧（20）产生轴向载荷，并作用在试验轴承组件（6）上。径向加载机构（23）由轴系压盖（24），活塞衬套（25），活塞（26）和轴系端盖（27）构成，通过螺钉（28）固定在滑轨底座（16）上，轴系端盖（27）与轴系压盖（24）组成油缸，在液压作用下，推动活塞（26）运动到轴承套（14）凹槽处，产生径向载荷，并作用在受载轴承组件（11）上。

本发明工作过程如下：

工作时，首先电主轴（1）以固定转速驱动安装在主轴（5）上的试验轴承（9）与受载轴承（13）同步转动，并利用传感器和采集系统对试验轴承（9）进行振动值与温度值的采集分析。然后，在液压作用下，通过轴向加载机构（18），借助活塞导杆（21）与弹簧（20）的共同运动，产生轴向载荷并施加到试验轴承（9）的外圈上；当完成数据采集工作后，卸除轴向载荷，在液压作用下，通过径向加载机构（23），借助活塞（26）运动到轴承套（14）凹槽处，在受载轴承（13）外圈上产生径向载荷，再通过主轴（5）将径向载荷传递到主轴（1）两侧的试验轴承（9）上。最后，当试验台分别完成轴向、径向载荷加载的工作时，在液压作用下，借助轴向加载机构（18）与径向加载机构（23）同时施加载荷，通过采集系统观察数据变化。此外，可在不同转速条件下，改变轴向与径向载荷，并通过螺母丝杆副（17）的推动作用，驱动滑台（15）运动，调整试验轴承组件（6）达到良好的同轴度。

Claims

1.高速高精密电主轴轴承综合性能试验台，由电主轴，抱箍，底座，联轴器，主轴，试验轴承组件，轴承端盖，隔套，试验轴承，主轴托架，受载轴承组件，外端盖，受载轴承，轴承套，滑台，滑轨底座，螺母丝杆副，轴向加载机构，活塞筒，弹簧，活塞导杆，支撑座，径向加载机构，轴系压盖，活塞衬套，活塞，轴系端盖，螺钉组成，其特征在于：电主轴借助抱箍与底座相连，作为试验台的源动力装置；电主轴借助联轴器与主轴相连，通过联轴器，为主轴提供动力；试验轴承组件由轴承端盖，隔套，试验轴承和主轴托架共同构成；受载轴承组件由外端盖，受载轴承和轴承套共同构成；试验轴承组件与受载轴承组件同轴安装，一对试验轴承组件布置在主轴两端，受载轴承组件布置在主轴中端，此种对称式的轴系结构，保证了主轴的受力均衡；试验轴承组件借助滑台与滑轨底座相连，通过螺母丝杆副推动滑台移动，保证轴承与主轴良好的同轴度；轴向加载机构由活塞筒，弹簧，活塞导杆和支撑座构成，在液压作用下，推动活塞导杆向前移动，通过弹簧产生轴向载荷，并作用在试验轴承组件上；径向加载机构由轴系压盖，活塞衬套，活塞和轴系端盖构成，轴系端盖与轴系压盖组成油缸，在液压作用下，推动活塞运动到轴承套凹槽处，产生径向载荷，并作用在受载轴承组件上。