KR101103469B1 - Measuring apparatus for dynamic stiffness - Google Patents

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KR101103469B1 KR1020100029300A KR20100029300A KR101103469B1 KR 101103469 B1 KR101103469 B1 KR 101103469B1 KR 1020100029300 A KR1020100029300 A KR 1020100029300A KR 20100029300 A KR20100029300 A KR 20100029300A KR 101103469 B1 KR101103469 B1 KR 101103469B1
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Abstract

본 발명은, 피측정물인 베어링이 축 방향 일 단부에 설치되는 주축, 주축을 감싼상태로 수직방향으로 회전되게 지지하며, 내부에는 주축의 반경방향 하중을 지지하는 레이디얼 베어링이 마련된 하우징, 하우징 내부에 설치되며, 주축이 회전되도록 구동력을 발생시키는 회전모터, 하우징 내부에 설치되며, 회전모터에 의해 회전되는 주축을 축 방향 하방으로 가압하는 하중발생수단, 하우징의 하부에 인접 설치되며, 주축의 동일 축선상에 배치되어 하중발생수단에 의해 하방으로 가압되는 주축의 하중을 피측정물로부터 전달받아 측정하는 로드셀과, 로드셀의 외주면에 인접 설치되어 주축의 회전중심축 변위를 측정하는 변위센서를 구비하는 지지프레임을 포함하는 동강성 측정장치를 제공한다.The present invention, the bearing to be measured to support the main shaft is installed at one end in the axial direction, the main shaft is rotated in the vertical direction, the housing is provided with a radial bearing for supporting the radial load of the main shaft, the inside of the housing Is installed in the rotating motor for generating a driving force so that the main shaft is rotated, the load generating means for pressing the main shaft rotated by the rotary motor in the axial direction downward, adjacent to the lower portion of the housing, A load cell arranged on an axis and receiving a load of a main shaft pressed downward by a load generating means from the object to be measured, and a displacement sensor installed adjacent to the outer circumferential surface of the load cell to measure a rotational axis displacement of the main shaft; It provides a dynamic stiffness measuring apparatus including a support frame.

Description

동강성 측정장치{Measuring apparatus for dynamic stiffness}Dynamic stiffness measuring device {Measuring apparatus for dynamic stiffness}

본 발명은 동강성 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주축이 고속으로 회전시 베어링 강성의 변화를 측정할 수 있게 하는 동강성 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dynamic stiffness measuring apparatus, and more particularly, to a dynamic stiffness measuring apparatus that can measure a change in bearing stiffness when the main shaft rotates at high speed.

일반적으로, 공작기계 산업은 전체 기계공업 산업발전을 주도하는 핵심기반사업이며, 특히 제품의 품질향상, 생산성 향상 및 관련 산업의 기술개발을 좌우하는 필수적인 분야이다. 따라서, 최근 공작기계 기술개발 방향은 고정밀화, 고속화, 고성능화를 지향하고 있으며, 머시닝센터를 이용한 고속절삭 가공시 이들 욕구의 충족을 위하여 다양한 툴링기술의 연구가 요구되고 있다.In general, the machine tool industry is a core infrastructure that leads the development of the whole machine industry, and is an essential field that affects the improvement of product quality, productivity, and technological development of related industries. Therefore, in recent years, the direction of machine tool technology development is aimed at high precision, high speed, and high performance, and research of various tooling technologies is required to satisfy these needs during high-speed cutting using a machining center.

이러한, 고속절삭가공을 위해서는 툴링 시스템의 강성을 높여 진동절감을 통한 양호한 주축구조가 설계되어야 하고 고속 회전마찰에 의한 발열억제문제가 해결되어야 한다. 이에 따라 구동모터의 주축 흔들림이나 주축의 진동을 억제하며 안정적으로 고속회전하는 구동모터의 개발과 함께 베어링 장치의 형태에 대하여 연구, 개발되어 지고 있다.For this high-speed cutting process, a good spindle structure through vibration reduction should be designed to increase the rigidity of the tooling system, and the problem of heat generation by high-speed rotational friction should be solved. Accordingly, research and development of the form of the bearing device has been conducted along with the development of the drive motor which stably rotates at high speed while suppressing the shaking of the drive shaft and the vibration of the spindle.

그러므로, 상기 베어링 장치 중에서 레이디얼 하중과 스러스트 하중을 동시에 지지하며, 초고속 회전에 적합한 강성을 가지는 베어링을 예측하여 개발해야 하나, 상기 주축이 회전되는 상태에서 상기 베어링의 강성을 예측하기에 어려움이 있다.Therefore, it is necessary to predict and develop a bearing having both a radial load and a thrust load at the same time, and have a rigidity suitable for ultra high speed rotation, but it is difficult to predict the rigidity of the bearing while the main shaft is rotated. .

본 발명은, 회전하는 주축에 설치된 베어링의 강성을 정확하게 예측할 수 있도록 하는 동강성 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a dynamic stiffness measuring device that can accurately predict the rigidity of a bearing installed on a rotating main shaft.

본 발명은, 피측정물인 베어링이 축 방향 일 단부에 설치되는 주축과, 상기 주축을 감싼상태로 수직방향으로 회전되게 지지하며, 내부에는 상기 주축의 반경방향 하중을 지지하는 레이디얼 베어링이 마련된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 주축이 회전되도록 구동력을 발생시키는 회전모터와, 상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 회전모터에 의해 회전되는 상기 주축을 축 방향 하방으로 가압하는 하중발생수단 및, 상기 하우징의 하부에 인접 설치되며, 상기 주축의 동일 축선상에 배치되어 상기 하중발생수단에 의해 하방으로 가압되는 상기 주축의 하중을 상기 피측정물로부터 전달받아 측정하는 로드셀과, 상기 로드셀의 외주면에 인접 설치되어 상기 주축의 회전중심축 변위를 측정하는 변위센서를 구비하는 지지프레임을 포함하는 동강성 측정장치를 제공한다.The present invention provides a housing in which a bearing to be measured is supported at one end in an axial direction and rotated in a vertical direction with the main shaft wrapped, and a radial bearing therein is provided for supporting a radial load of the main shaft. And a rotation motor installed inside the housing and generating a driving force to rotate the main shaft, load generating means installed in the housing and pressing the main shaft rotated by the rotation motor in an axial direction, and A load cell which is installed adjacent to the lower part of the housing and is disposed on the same axis of the main shaft and receives the load of the main shaft that is pressed downward by the load generating means from the object to be measured and on an outer circumferential surface of the load cell; A support frame having a displacement sensor installed adjacently and measuring a displacement of the center of rotation of the main shaft; Provides dynamic stiffness measuring device.

또한, 상기 하우징은, 상부가 개방된 통 형상을 가지며, 내부에는 상기 레이디얼 베어링이 고정 설치되는 베이스와, 상기 베이스의 개방된 상부를 밀폐하도록 상기 베이스 상 단부에 결합되는 커버를 포함할 수 있다.In addition, the housing may have a cylindrical shape with an open top, a base in which the radial bearing is fixedly installed, and a cover coupled to an end portion of the base to seal the open top of the base. .

또한, 상기 주축의 일 측부에는 원주방향으로 가압전달부가 돌출 형성되며, 상기 하중발생수단은, 상기 하우징 내측 및 상기 가압전달부의 상면부에 상호 반력이 발생되도록 대향 설치되어, 상기 주축을 축 방향 하방으로 가압하는 한 쌍의 자력발생부재일 수 있다.In addition, the pressure transmission portion protrudes in the circumferential direction on one side of the main shaft, the load generating means is installed so as to face the mutual reaction to the inner surface of the housing and the upper surface of the pressure transmission portion, the main shaft is axially downward It may be a pair of magnetic force generating member to press.

또한, 상기 주축의 일 측부에는 원주방향으로 가압전달부가 돌출 형성되며, 상기 하중발생수단은, 상기 가압전달부에 대향되도록 상기 하우징 내측에 설치되어, 외부에서 공급되는 공기압력에 의해 상기 주축을 축방향 하방으로 가압하는 공기베어링일 수 있다.In addition, the pressure transmission portion protrudes in the circumferential direction on one side of the main shaft, the load generating means is installed inside the housing so as to face the pressure transmission portion, the main shaft by the air pressure supplied from the outside It may be an air bearing pressurized downward.

본 발명에 따른 동강성 측정장치는, 회전모터에 의해 회전하는 주축이 하중발생수단에 의해 하방으로 가압되면서 발생하는 하중을 피측정물이 전달받게 된다. 이때, 지지프레임 상에 설치된 로드셀이 피측정물에 전달되는 하중값을 측정하고, 변위센서가 회전상태인 주축의 회전축중심 변위값을 측정하여, 피측정물인 베어링의 강성을 정확하게 측정할 있게 하여, 적절한 베어링을 개발할 수 있게 한다.In the dynamic stiffness measuring apparatus according to the present invention, the object to be measured receives a load generated while the main shaft rotating by the rotating motor is pressed downward by the load generating means. At this time, the load cell installed on the support frame measures the load value transmitted to the object to be measured, the displacement sensor measures the rotation axis center displacement value of the main shaft in the rotation state, so as to accurately measure the rigidity of the bearing to be measured, Allows the development of suitable bearings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동강성 측정장치의 전체 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동강성 측정장치의 전체 단면도이다.1 is an overall cross-sectional view of a dynamic stiffness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an overall cross-sectional view of a dynamic stiffness measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동강성 측정장치의 전체 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 동강성 측정장치는, 주축(100), 하우징(200), 회전모터(300), 하중발생수단(400), 지지프레임(500)을 구비한다.1 is an overall cross-sectional view of a dynamic stiffness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the dynamic stiffness measuring apparatus includes a main shaft 100, a housing 200, a rotation motor 300, a load generating means 400, and a support frame 500.

상기 주축(100)은 이후 설명될 상기 회전모터(300)에 의해 축 회전하게 된다. 이러한, 상기 주축(100)은 이후 설명될 상기 하우징(200) 내부에 회전가능한 상태로 수직되게 배치된다. 여기서, 상기 주축(100)의 축 방향 일 단부에는 강성을 측정할 피측정물(10)인 베어링이 결합 설치된다. 따라서, 상기 피측정물(10)은 상기 주축(100)의 축 방향으로 작용하는 하중을 지지한다.The main shaft 100 is rotated by the rotary motor 300 to be described later. The main shaft 100 is vertically disposed in a rotatable state in the housing 200 to be described later. Here, a bearing which is the object to be measured 10 to measure the rigidity is coupled to one end in the axial direction of the main shaft 100. Therefore, the measured object 10 supports a load acting in the axial direction of the main shaft 100.

그리고, 상기 주축(100)의 일 측부에는 원주방향으로 가압전달부(110)가 돌출 형성된다. 이러한, 상기 가압전달부(100)는 축 방향에 수직되게 형성되는 바, 이후 설명될 상기 하중발생수단(400)에 의해 발생되는 축 방향 가압력을 상기 주축(100)이 용이하게 전달받을 수 있게 한다.In addition, the pressure transmission unit 110 protrudes in the circumferential direction on one side of the main shaft 100. This, the pressure transmission unit 100 is formed perpendicular to the axial direction, so that the main shaft 100 can easily receive the axial pressing force generated by the load generating means 400 to be described later. .

상기 하우징(200)은 상기 주축(100)을 회전 가능하게 지지한다. 즉, 상기 하우징(200)은 상기 주축(100)을 수직상태로 배치되도록 감싸게 된다. 여기서, 상기 하우징(200)의 하 단부가 이후 설명될 상기 지지프레임(500)의 상면부에 인접되게 상방 배치되도록 상기 지지프레임(500)에 고정상태로 거치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않고 상기 하우징(200)이 다른 고정 거치수단에 의해 상기 지지프레임(500)의 상부에 인접되게 고정설치될 수 있음은 물론이다. 이러한, 상기 하우징(200)은 베이스(210), 커버(220)를 포함한다.The housing 200 rotatably supports the main shaft 100. That is, the housing 200 is wrapped to arrange the main shaft 100 in a vertical state. Here, the lower end of the housing 200 is shown to be fixedly mounted to the support frame 500 to be disposed above the upper surface portion of the support frame 500 to be described later, but is not limited thereto. Of course, the housing 200 may be fixedly installed adjacent to the upper portion of the support frame 500 by another fixing means. The housing 200 includes a base 210 and a cover 220.

상기 베이스(210)는 상방으로 개방된 통 형상을 가진다. 이러한, 상기 베이스(210)에 상기 주축(100)의 하 단부가 삽입 관통되게 설치된다. 여기서, 상기 베이스(210) 내부에는 관통되는 상기 주축(100)에 접촉상태로 외삽되어, 상기 주축(100)의 고속회전시 반경방향 하중을 지지할 수 있도록 레이디얼 베어링(211)을 고정 설치한다.The base 210 has a cylindrical shape opened upwards. The lower end of the main shaft 100 is inserted through the base 210. Here, the base 210 is extrapolated in contact with the main shaft 100 to be penetrated to fix the radial bearing 211 so as to support a radial load during the high speed rotation of the main shaft 100. .

상기 커버(220)는 상기 베이스(210)의 개방된 상부를 밀폐시킨다. 즉, 상기 커버(220)는 상기 베이스(210)의 개방된 상부를 개폐할 수 있도록 상기 베이스(210) 상 단부에 착탈 가능하게 결합된다. 이러한, 상기 커버(210)에는 상기 주축(100)의 상 단부가 관통된다. 따라서, 상기 커버(220)에 의해 상기 베이스(210)의 상부를 개폐하면서 상기 베이스(210) 내부에 상기 주축(100)을 설치할 수 있게 된다. 더불어, 상기 커버(220) 내측에는 상기 베이스(210)의 상 단부와의 이격거리를 조절할 수 있도록 스페이서(230)를 구비할 수도 있다. 이러한, 상기 스페이서(230)에 의해 이후 설명될 상기 하중발생수단(400)에 의한 상기 주축(100)의 가압전달부(110)로의 하중 전달정도를 조절할 수 있게 된다.The cover 220 seals the open upper portion of the base 210. That is, the cover 220 is detachably coupled to the upper end of the base 210 to open and close the open upper portion of the base 210. The upper end of the main shaft 100 penetrates the cover 210. Therefore, the main shaft 100 can be installed in the base 210 while opening and closing the upper portion of the base 210 by the cover 220. In addition, a spacer 230 may be provided inside the cover 220 to adjust a separation distance from an upper end of the base 210. This, by the spacer 230 it is possible to adjust the load transfer degree of the main shaft 100 by the load generating means 400 to be described later to the pressure transmission unit 110.

상기 회전모터(300)는 상기 주축(100)을 회전시킬 수 있도록 구동력을 발생시킨다. 이러한, 상기 회전모터(300)는 상기 하우징(200) 내부에 배치된 상태로 상기 주축(100)에 연결 설치된다. 따라서, 상기 회전모터(300)의 작동에 따라 상기 주축(100)의 회전정도를 조절할 수 있게 된다.The rotary motor 300 generates a driving force to rotate the main shaft (100). The rotation motor 300 is connected to the main shaft 100 in a state disposed inside the housing 200. Therefore, the degree of rotation of the main shaft 100 can be adjusted according to the operation of the rotary motor 300.

상기 하중발생수단(400)은 상기 회전모터(300)에 의해 회전되고 있는 상태의 상기 주축(100)을 축 방향 하방으로 가압한다. 즉, 상기 하중발생수단(400)은 상기 주축(100)을 하방으로 가압하면서 상기 주축(100)의 단부에 결합된 상기 피측정물(10)에 하중을 발생 전달하게 된다. 여기서, 상기 하중발생수단(400)은 상기 하우징(200) 내부에 설치된 상태로 상기 가압전달부(110)를 통해 상기 주축(100)에 가압력을 전달한다.The load generating means 400 presses the main shaft 100 in the axial direction downward in the state of being rotated by the rotary motor 300. That is, the load generating means 400 pressurizes the main shaft 100 downward while generating and transmitting a load to the measured object 10 coupled to the end of the main shaft 100. Here, the load generating means 400 transmits the pressing force to the main shaft 100 through the pressure transmission unit 110 in a state installed in the housing 200.

이러한, 상기 하중발생수단(400)은 상기 하우징(200)의 커버(220) 내측 및 상기 가압전달부(110)의 상면부에 상호 대향되게 설치되는 한 쌍의 자력발생부재(410)(411)를 포함한다. 이때, 상기 자력발생부재(410)(411)는 상호 반력이 발생되도록 배치되는 바, 상기 하우징(200)이 이후 설명될 상기 지지프레임(500) 상에 결합된 상태이므로, 상기 주축(100)에는 축방향 하방으로 밀리는 힘이 전달된다.The load generating means 400 is a pair of magnetic force generating members 410 and 411 which are installed to face the inner surface of the cover 220 of the housing 200 and the upper surface portion of the pressure transmitting unit 110. It includes. At this time, the magnetic force generating members 410 and 411 are arranged to generate a mutual reaction force, the housing 200 is coupled to the support frame 500 to be described later, so that the main shaft 100 The force is pushed downward in the axial direction.

도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 상기 하중발생수단(420)을 적용한 것으로, 상기 하중발생수단(420)으로 상기 주축(100)의 가압전달부(110) 상면부에 대향되도록 상기 하우징(200)의 커버(220) 내측에 설치되는 공기베어링을 사용할 수 있다. 상기 하중발생수단(420)으로 공기베어링을 사용할 경우 외부에서 공급되는 공기압력에 의해 작동하면서 상기 가압전달부(110)를 하방으로 밀면서 상기 주축(100)에는 축방향 하방으로 밀리는 힘이 전달된다.Referring to FIG. 2, the load generating means 420 is applied according to another embodiment, and the housing is formed such that the load generating means 420 faces the upper surface portion of the pressure transmitting part 110 of the main shaft 100. An air bearing installed inside the cover 220 of the 200 may be used. When the air bearing is used as the load generating means 420, a force pushed downward in the axial direction is transmitted to the main shaft 100 while pushing the pressure transmitting part 110 downward while operating by the air pressure supplied from the outside.

상기 지지프레임(500)은 상기 하우징(200)의 하부에 인접 설치된다. 따라서, 상기 지지프레임(500)은 상기 하중발생수단(400)에 의해 하방으로 가압 이동되는 상기 주축(100)으로부터 힘을 전달받는 상기 피측정물(10)의 하중을 전달받게 된다.The support frame 500 is installed adjacent to the lower portion of the housing 200. Therefore, the support frame 500 receives the load of the measured object 10 that receives the force from the main shaft 100 that is pushed downward by the load generating means 400.

이러한, 상기 지지프레임(500)은 일실시예와 같이 상기 하우징(200)을 상방에 인접되게 위치한 상태로 지지할 수 있다. 즉, 상기 상기 지지프레임(500)의 상면부가 상기 하우징(200)의 저면부에 인접한 상태로 상기 하우징(200)을 고정 상태로 연결 지지할 수 있다.Such, the support frame 500 may support the housing 200 in a state located adjacent to the upper side as in one embodiment. That is, the upper surface portion of the support frame 500 may be connected to support the housing 200 in a fixed state in a state adjacent to the bottom portion of the housing 200.

그리고, 상기 지지프레임(500)에는 상기 피측정물(10)의 하방에 인접하도록 상기 주축(100)의 동일 축선상에 배치되는 로드셀(510)을 구비한다. 이러한, 상기 로드셀(510)은 상기 하중발생수단(400)에 의해 가압되는 상기 주축(100)으로부터 하중을 전달받는 상기 피측정물(10)의 하중을 측정한다.In addition, the support frame 500 includes a load cell 510 disposed on the same axis of the main shaft 100 so as to be adjacent to the lower side of the measurement object 10. The load cell 510 measures the load of the measurement object 10 receiving the load from the main shaft 100 pressed by the load generating means 400.

또한, 상기 지지프레임(500)에는 상기 로드셀(510)의 외주면에 인접되게 설치되는 변위센서(520)를 구비한다. 이러한, 상기 변위센서(520)는 상기 주축(100)의 회전중심 변위를 측정하게 된다. 즉, 상기 회전모터(300)에 의해 상기 주축(100)의 고속회전시, 상기 주축(100)의 회전축중심이 변하게 되는데, 이때 변화하는 상기 주축(100)의 회전축중심 변위를 측정하게 된다.In addition, the support frame 500 is provided with a displacement sensor 520 is installed adjacent to the outer peripheral surface of the load cell 510. The displacement sensor 520 measures the rotational center displacement of the main shaft 100. That is, when the high speed rotation of the main shaft 100 by the rotation motor 300, the rotation axis center of the main shaft 100 is changed, at this time the displacement of the rotation axis center of the main shaft 100 is measured.

이와 같이 구성되는 일실시예에 따른 상기 동강성 측정장치의 피측정물 강성 측정 동작을 설명하면, 먼저, 상기 회전모터(300)에 전원을 인가하여 상기 주축(100)을 정해진 회전속도로 축회전되게 한다.When describing the measurement object stiffness measurement operation of the dynamic stiffness measuring apparatus according to an embodiment configured as described above, first, by applying power to the rotary motor 300 to rotate the main shaft 100 at a predetermined rotation speed To be.

이후, 상기 하중발생수단(400)을 통해 상기 주축(100)을 축 방향으로 하방으로 가압한다. 그러면, 상기 주축(100)으로부터 가압되는 힘이 상기 피측정물(10)로 전달되며, 상기 피측정물(10)은 상기 로드셀(510)에 접촉되면서 상기 피측정물(10)에 작용되는 하중을 측정하게 된다. 이와 동시에, 상기 변위센서(520)는 상기 주축(100)의 회전축중심 변위값을 측정하게 된다.Thereafter, the main shaft 100 is pressed downward in the axial direction through the load generating means 400. Then, a force pressurized from the main shaft 100 is transmitted to the object to be measured 10, and the object to be measured 10 is in contact with the load cell 510 while being applied to the object to be measured 10. Will be measured. At the same time, the displacement sensor 520 measures the rotation axis center displacement value of the main shaft 100.

이렇게, 상기 로드셀(510) 및 상기 변위센서(520)에 의해 상기 피측정물(10)의 가해지는 하중 및 회전상태에서의 상기 주축(100)의 회전축중심 변위값이 측정되면, 상기 피측정물(10)의 강성을 계산할 수 있게 된다. 이러한, 상기 피측정물(10)의 강성은 상기 피측정물(10)의 회전축중심 변위값으로 상기 피측정물(10)의 하중값을 나눈 수치가 된다. 즉, 상기 피측정물(10)의 강성은 다음의 수학식1과 같이 나타낼 수 있다.When the load axis 510 and the rotation axis center displacement of the main shaft 100 in the rotational state are measured by the load cell 510 and the displacement sensor 520, the measured object is measured. The stiffness of (10) can be calculated. The rigidity of the measured object 10 is a value obtained by dividing the load value of the measured object 10 by the rotation axis center displacement value of the measured object 10. That is, the stiffness of the measured object 10 may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112010020600722-pat00001
Figure 112010020600722-pat00001

여기서, 상기 k는 피측정물(10)의 강성, F는 상기 로드셀(510)에서 측정된 상기 피측정물(10)의 하중값, x는 상기 변위센서(520)에서 측정된 주축(100)의 회전축중심 변위값이다.Here, k is the rigidity of the measured object 10, F is the load value of the measured object 10 measured by the load cell 510, x is the main axis 100 measured by the displacement sensor 520 Is the displacement value of the center of rotation of the axis.

이와 같이, 일실시예의 상기 동강성 측정장치는, 상기 회전모터(300)에 의해 회전하는 상기 주축(100)이 상기 하중발생수단(400)에 의해 하방으로 가압되면서 발생하는 하중을 상기 피측정물(10)이 전달받게 된다. 이때, 상기 지지프레임(500) 상에 설치된 상기 로드셀(510)이 상기 피측정물(10)에 전달되는 하중값을 측정하고, 상기 변위센서(520)가 회전상태인 상기 주축(100)의 회전축중심 변위값을 측정하여, 상기 피측정물(10)인 베어링의 강성을 정확하게 측정할 있게 하여, 정정한 베어링을 개발할 수 있게 한다.As described above, the dynamic stiffness measuring apparatus of one embodiment, the load to be measured while the main shaft 100 rotated by the rotary motor 300 is pressed downward by the load generating means 400 to be measured (10) is received. At this time, the load cell 510 installed on the support frame 500 measures the load value transmitted to the measurement object 10, the displacement sensor 520 is the rotation axis of the main shaft 100 is rotated state By measuring the center displacement value, it is possible to accurately measure the stiffness of the bearing to be measured 10, it is possible to develop a corrected bearing.

10: 피측정물 100: 주축
200: 하우징 210: 베이스
211: 레이디얼 베어링 220: 커버
230: 스페이서 300: 회전모터
400: 하중발생수단 500: 지지프레임
510: 로드셀 520: 변위센서10: measured object 100: spindle
200: housing 210: base
211: radial bearing 220: cover
230: spacer 300: rotation motor
400: load generating means 500: support frame
510: load cell 520: displacement sensor

Claims (4)

피측정물인 베어링이 축 방향 일 단부에 설치되는 주축과;
상기 주축을 감싼상태로 수직방향으로 회전되게 지지하며, 내부에는 상기 주축의 반경방향 하중을 지지하는 레이디얼 베어링이 마련된 하우징과;
상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 주축이 회전되도록 구동력을 발생시키는 회전모터와;
상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 회전모터에 의해 회전되는 상기 주축을 축 방향 하방으로 가압하는 하중발생수단; 및,
상기 하우징의 하부에 인접 설치되며, 상기 주축의 동일 축선상에 배치되어 상기 하중발생수단에 의해 하방으로 가압되는 상기 주축의 하중을 상기 피측정물로부터 전달받아 측정하는 로드셀과, 상기 로드셀의 외주면에 인접 설치되어 상기 주축의 회전중심축 변위를 측정하는 변위센서를 구비하는 지지프레임을 포함하는 동강성 측정장치.A main shaft having a bearing to be measured at one end in the axial direction;
A housing provided with a radial bearing supporting the main shaft so as to be rotated in a vertical direction and supporting a radial load of the main shaft therein;
A rotating motor installed inside the housing and generating a driving force to rotate the main shaft;
A load generating means installed inside the housing and configured to press the main shaft rotated by the rotary motor downward in an axial direction; And,
A load cell installed adjacent to the lower part of the housing and arranged on the same axis of the main shaft and receiving a load of the main shaft pressed down by the load generating means from the object to be measured and on an outer circumferential surface of the load cell; And a support frame having a displacement sensor installed adjacently and measuring a displacement of the central axis of rotation of the main shaft. 청구항 1에 있어서,
상기 하우징은,
상부가 개방된 통 형상을 가지며, 내부에는 상기 레이디얼 베어링이 고정 설치되는 베이스와,
상기 베이스의 개방된 상부를 밀폐하도록 상기 베이스 상 단부에 결합되는 커버를 포함하는 동강성 측정장치.The method according to claim 1,
The housing,
The base has an open cylindrical shape, the base in which the radial bearing is fixedly installed;
And a cover coupled to the top end of the base to seal the open top of the base. 청구항 1에 있어서,
상기 주축의 일 측부에는 원주방향으로 가압전달부가 돌출 형성되며,
상기 하중발생수단은,
상기 하우징 내측 및 상기 가압전달부의 상면부에 상호 반력이 발생되도록 대향 설치되어, 상기 주축을 축 방향 하방으로 가압하는 한 쌍의 자력발생부재인 동강성 측정장치.The method according to claim 1,
One side of the main shaft is formed in the pressure transmission portion protruding in the circumferential direction,
The load generating means,
And a pair of magnetic force generating members opposing the inner side of the housing and the upper surface portion of the pressure transmission part so as to generate mutual reaction force to press the main shaft in the axial direction. 청구항 1에 있어서,
상기 주축의 일 측부에는 원주방향으로 가압전달부가 돌출 형성되며,
상기 하중발생수단은,
상기 가압전달부에 대향되도록 상기 하우징 내측에 설치되어, 외부에서 공급되는 공기압력에 의해 상기 주축을 축방향 하방으로 가압하는 공기베어링인 동강성 측정장치.
The method according to claim 1,
One side of the main shaft is formed in the pressure transmission portion protruding in the circumferential direction,
The load generating means,
And an air bearing installed inside the housing so as to face the pressure transmitting part and pressurizing the main shaft in the axial direction downward by air pressure supplied from the outside.
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