CN218885231U - 一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统 - Google Patents
一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218885231U CN218885231U CN202223488629.4U CN202223488629U CN218885231U CN 218885231 U CN218885231 U CN 218885231U CN 202223488629 U CN202223488629 U CN 202223488629U CN 218885231 U CN218885231 U CN 218885231U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main shaft
- mounting structure
- sensor
- sensors
- speed
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本实用新型涉及主轴预紧测量装置，尤其是一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统。一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，包括主轴，主轴的前端向内收缩形成台阶面，在该台阶面上安装转动轴承，转动轴承的外侧为用于安装传感器的安装座，安装座内安装至少两个传感器。这种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，将多个传感器均布安装在主轴侧面而非主轴内部，所以不改变主轴轴系设计，由于传感器是通过螺纹锁紧且布置在主轴侧面，所以拆装传感器并不需要拆卸轴系，降低了传感器拆装难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及主轴预紧测量装置，尤其是一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统。
背景技术
传统的预紧力是通过固定位移或固定压力的方式在主轴安装时设定的，预紧力的数值只能通过经验来估算，而且安装以后无法监控。后续有学者使用了有限元方法建立主轴的刚度与预紧力的拟合关系模型，通过测量主轴静刚度来估算预紧力，由于测量刚度需要专门的测试台架，所以该方法不适合对已经安装在机床上的主轴的预紧力进行监控（申请号：201610787971.4）；也有学者利用力传感器设计了一个实验台架来测试预紧力，但是不能应用在电主轴上（申请号：201610976920.6）；也有学者通过测量主轴动刚度来估算预紧力，但是该方法涉及较为复杂的非线性有限元模型和复杂的评价过程（申请号：201710369445.0）；还有学者在主轴芯轴尾端的轴心处安装力传感器测量预紧力，但该方法不适合内部有拉杆的主轴（申请号：201911121944.3）；后来也有学者将环形力传感器穿在芯轴上并与轴承外圈紧贴来测量预紧力，虽然该方法简单且能实时监控，但是该方法既影响主轴内部的轴系设计，又不便于传感器的拆装。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统。
本实用新型的一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，包括主轴，主轴的前端向内收缩形成台阶面，在该台阶面上安装转动轴承，转动轴承的外侧为用于安装传感器的安装座，安装座内安装至少两个传感器。
这种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构首先为传感器提供一个安装位置，通过这个传感器对预紧力进行测量，并且安装结构简单，便于对预紧力进行测量。
进一步的，安装座上有与传感器对应的嵌入槽，传感器安装在该嵌入槽内。
在用于安装传感器的安装座上提供一个嵌入式的槽，这个槽用于安装传感器，起到固定的作用。
进一步的，嵌入槽的数量为3个，且均匀等分的排布在安装座上。
嵌入槽为3个，两者之间呈现120°夹角，这样就均匀的排布在安装座的同一圆面上，使每个安装在嵌入槽内的传感器都能稳定的工作，通过采集到的三组数据进行分析即可获得主轴上的预紧力参数。
进一步的，嵌入槽的内端有螺纹段，传感器的外侧有与螺纹段匹配的外螺纹。
在嵌入槽的内端为向内缩的结构，并且具有螺纹段，传感器上有的外螺纹与螺纹段配合之后，即可转动传感器进行安装，旋转传感器在螺纹段上进行移动也可以调整传感器的安装进深位置。
进一步的，在安装座以及转动轴承的外侧有端盖。
通过端盖对主轴的外部进行盖压封堵，也将安装座进行辅助固定。
进一步的，端盖的内侧有向内侧凸起的顶块，顶块与转动轴承的外沿接触。
顶块为端盖内侧的一整圈的环形结构，其向转动轴承的一侧凸出，起到压紧在转动轴承外圈上的目的，为转动轴承提供限位
一种采用用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构的测量系统，传感器与电荷放大器为电连接，电荷放大器与数据采集卡之间为电连接，数据采集卡将采集到的数据通过电信号传递给工控机。
这种测量系统，通过安装的传感器检测数据，将检测到数据通过信号传递给电荷放大器，电荷放大器对电荷信号进行信号调理后生成电压信号并发送给数据采集卡。数据采集卡对电压信号进行模数转换并发送给工控机。工控机上的采集分析软件基于预设的函数关系计算出实时的预紧力并在工控机上显示预紧力为纵轴、时间为横轴的实时曲线。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：这种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，将多个传感器均布安装在主轴侧面而非主轴内部，所以不改变主轴轴系设计，由于传感器是通过螺纹锁紧且布置在主轴侧面，所以拆装传感器并不需要拆卸轴系，降低了传感器拆装难度。
同时提出的高速主轴预紧力测量系统及方法，在满足对预紧力的在线监控的功能前提下，避免了对主轴轴系设计的影响，简化了传感器的安装过程，同时还可以监控预紧力在圆周方向上的分布均衡状态。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的图1的局部放大示意图；
图3是本实用新型的传感器安装位置的剖视图；
图4是本实用新型的传感器连接工况机的电路图；
图中1、主轴，2、转动轴承，3、安装座，4、传感器，5、嵌入槽，6、电荷放大器，7、数据采集卡，8、工控机，9、端盖，10、顶块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1和图2，为主轴1测量预紧力提供一个安装传感器4的安装座3，在这个安装座3的内部有多个传感器4，传感器4的用于对主轴1的预紧力数据进行检测，为了方便主轴1转动，因此在安装座3的内侧与主轴1接触的位置有转动轴承2，在转动轴承2的支撑之下即可方便主轴1转动。
参见图2和图3，安装座3为一个圆环形的结构，其上有多个用于安装传感器4的嵌入槽5，将传感器4卡入到这个嵌入槽5内即可。
等分形式排布的嵌入槽5使安装之后的传感器4的位置得到较好的分部，方便其对主轴进行数据采集，多个位置安装的传感器4，使采集的数据更多，经过计算获得数据更为准确。
为了避免传感器4出现脱离的情况，嵌入槽5呈现为阶梯状结构，较窄的部位有螺纹段，在传感器4的外端的外螺纹与螺纹段配合之后即可旋入，旋入后的传感器4定位效果好，不会发生脱离的情况。
为了提高转动轴承2安装之后的稳定性，在主轴1的端部外侧套有一个端盖9，端盖9外圈与安装座3接触，利用端盖9对转动轴承2的外侧进行限位。
端盖9内侧的顶块10与转动轴承2的外圈接触，起到压紧转动轴承2的目的，端盖9与安装座3之间通过螺栓进行固定，固定效果好。
这种采用用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构的测量系统，主轴1外部处于预紧力传递路径上的部件在预紧力的作用下在其内部会产生应变，该应变被传感器4（该传感器为应变传感器）探测到并转换成电荷信号发送给电荷放大器6，电荷放大器6对电荷信号进行信号调理后生成电压信号并发送给数据采集卡7。数据采集卡7对电压信号进行模数转换并发送给工控机8。工控机8上的采集分析软件基于预设的函数关系计算出实时的预紧力并在工控机8上显示预紧力为纵轴、时间为横轴的实时曲线。
由于采用了间接测量的方式，所以在使用前需要进行校验。校验过程是先采集不同的应变值所对应的主轴预紧力，然后对采集的数据进行多元回归分析，得出以主轴预紧力F作为因变量应变传感器4测得的应变εi（i=1,2,3）作为自变量的函数F = f(ε1, ε2,ε3)。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，包括主轴（1），其特征在于：主轴（1）的前端向内收缩形成台阶面，在该台阶面上安装转动轴承（2），转动轴承（2）的外侧为用于安装传感器的安装座（3），安装座（3）内安装至少两个传感器（4）。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，其特征在于：安装座（3）上有与传感器（4）对应的嵌入槽（5），传感器（4）安装在该嵌入槽（5）内。
3.根据权利要求2所述的一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，其特征在于：嵌入槽（5）的数量为3个，且均匀等分的排布在安装座（3）上。
4.根据权利要求3所述的一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，其特征在于：嵌入槽（5）的内端有螺纹段，传感器（4）的外侧有与螺纹段匹配的外螺纹。
5.根据权利要求4所述的一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，其特征在于：在安装座（3）以及转动轴承（2）的外侧有端盖（9）。
6.根据权利要求5所述的一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构，其特征在于：端盖（9）的内侧有向内侧凸起的顶块（10），顶块（10）与转动轴承（2）的外沿接触。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构的测量系统，其特征在于：传感器（4）与电荷放大器（6）为电连接，电荷放大器（6）与数据采集卡（7）之间为电连接，数据采集卡（7）将采集到的数据通过电信号传递给工控机（8）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223488629.4U CN218885231U (zh) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223488629.4U CN218885231U (zh) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218885231U true CN218885231U (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=85946779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223488629.4U Active CN218885231U (zh) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218885231U (zh) |
-
2022
- 2022-12-21 CN CN202223488629.4U patent/CN218885231U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105588669B (zh) | 一种轴销式三向测力传感器 | |
| CN102501137B (zh) | 一种主轴径向回转精度在线监测装置 | |
| CN104568280B (zh) | 一种轮毂轴承螺栓预紧力检测装置 | |
| CN203561471U (zh) | 车轮轴承螺栓预紧力检测装置 | |
| CN106525424B (zh) | 轴承刚度及起动摩擦力矩的综合测量装置及测量方法 | |
| CN203561472U (zh) | 车轮芯轴螺栓预紧力检测装置 | |
| CN110296831B (zh) | 电主轴气动加载装置与状态监测系统 | |
| CN106124615B (zh) | 一种基于电涡流传感器组的航空发动机低压涡轮轴盘紧固力检测方法及装置 | |
| CN203337382U (zh) | 一种轴承精度性能测试装置 | |
| CN107553216B (zh) | 偏心可调测试球和测试系统及机床主轴回转精度检测方法 | |
| CN110658129A (zh) | 一种测试螺纹紧固件总摩擦系数的装置 | |
| CN218885231U (zh) | 一种用于高速主轴的预紧测量传感器安装结构及测量系统 | |
| CN203494898U (zh) | 轧辊轴向力直接测量的检测装置 | |
| CN215677382U (zh) | 一种销轴式径向力传感器 | |
| CN104568283A (zh) | 一种轮毂花键轴螺栓预紧力检测装置 | |
| CN102797450A (zh) | 旋转导向钻井系统的导向力测控装置及导向力标定方法 | |
| CN109357745A (zh) | 一种汽车驱动轴扭转振动测试系统及方法 | |
| CN104568282B (zh) | 一种车轮轴承螺栓预紧力检测装置 | |
| CN105388011A (zh) | 一种主轴轴向静刚度测试装置及其使用方法 | |
| CN114354190B (zh) | 一种电机轴承随机动载荷测试装置及测试方法 | |
| CN102607750B (zh) | 滚动轴承摩擦力矩试验台 | |
| CN203561473U (zh) | 轮毂轴承螺栓预紧力检测装置 | |
| CN108115549B (zh) | 滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统及方法 | |
| CN201622172U (zh) | 可用于关节轴承在配套壳体内外圈转动或脱出的检测仪 | |
| CN203459999U (zh) | 一种用于数控机床进给系统的预紧力数字化检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |