RU122320U1 - SPINDLE ASSEMBLY STAND - Google Patents

SPINDLE ASSEMBLY STAND Download PDF

Info

Publication number
RU122320U1
RU122320U1 RU2012123600/02U RU2012123600U RU122320U1 RU 122320 U1 RU122320 U1 RU 122320U1 RU 2012123600/02 U RU2012123600/02 U RU 2012123600/02U RU 2012123600 U RU2012123600 U RU 2012123600U RU 122320 U1 RU122320 U1 RU 122320U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spindle
axis
fixed
housing
control unit
Prior art date
Application number
RU2012123600/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фан Сагирович Сабиров
Михаил Павлович Козочкин
Константин Владимирович Мысливцев
Андрей Николаевич Боган
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН")
Priority to RU2012123600/02U priority Critical patent/RU122320U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU122320U1 publication Critical patent/RU122320U1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

1. Стенд для диагностики шпиндельного узла, содержащий управляющий блок с компьютером, отличающийся тем, что он дополнительно содержит станину для закрепления на ней посредством опор шпиндельной бабки с установленным в подшипниках качения шпиндельным узлом, в котором закреплен эталонный образец, а напротив шпинделя установлена измерительная стойка, состоящая из жестко и перпендикулярно закрепленной на станине вертикальной стойки, в верхней части которой параллельно станине закреплена консоль, на которой смонтирована измерительная головка в виде динамометрического молотка, соединенного с управляющим блоком, генерирующим импульсное нагружение шпинделя, и ось которой перпендикулярна оси шпиндельного узла, а в верхней части шпиндельного узла жестко закреплен трехкомпонентный акселерометр для измерения колебаний по трем координатам X, Y, Z, соединенный с управляющим блоком, а компьютер снабжен пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка и получения реакции этого воздействия по трем координатам X, Y, Z.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что динамометрический молоток содержит корпус, пьезоэлектрический динамометр и быстросменный ударный элемент, выполненный из эластомера, расположенный соосно с корпусом и прикрепленный посредством втулки к мембранному передающему элементу, закрепленному на цилиндрическом корпусе посредством фланца, расположенного перпендикулярно оси корпуса, при этом мембранный передающий элемент имеет цилиндроконическую форму, установлен в корпусе с тороидальным зазором в нижней части, имеющим лепестковую форму в сечении торообразу�1. A stand for diagnostics of a spindle unit, containing a control unit with a computer, characterized in that it additionally contains a frame for fixing on it by means of the spindle headstock supports with a spindle unit installed in rolling bearings, in which a reference sample is fixed, and a measuring stand is installed opposite the spindle , consisting of a vertical rack rigidly and perpendicularly fixed on the frame, in the upper part of which a console is fixed parallel to the frame, on which a measuring head is mounted in the form of a dynamometric hammer, connected to a control unit that generates a pulsed spindle load, and the axis of which is perpendicular to the axis of the spindle assembly, and in the upper part of the spindle assembly, a three-component accelerometer is rigidly fixed for measuring vibrations in three coordinates X, Y, Z, connected to the control unit, and the computer is equipped with a software package for developing input parameters for a torque hammer and radiation of the reaction of this influence along three coordinates X, Y, Z.2. The stand according to claim 1, characterized in that the dynamometric hammer comprises a body, a piezoelectric dynamometer and a quick-change striking element made of elastomer, located coaxially with the body and attached by means of a sleeve to a membrane transmitting element fixed on the cylindrical body by means of a flange located perpendicular to the body axis , while the membrane transmitting element has a cylindrical-conical shape, is installed in a body with a toroidal gap in the lower part, which has a petal shape in the toroidal section

Description

Полезная модель предназначена для проведения диагностики шпиндельных узлов металлорежущих станков.The utility model is intended for diagnostics of spindle units of metal-cutting machines.

В настоящее время промышленность выпускает стенды и приборы для контроля параметров виброакустических сигналов, по которым можно судить о динамике упругой системы станка и состоянии подшипниковых узлов [1. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г., Хомяков Е.И. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. - М.: Наука, 1984. - с 78-83.]. Сборка высокоскоростных шпиндельных узлов проводится в термостатированных помещениях по строго определенной методике со строгим контролем отклонений отдельных деталей от заданной геометрии, а после сборки шпиндель подвергается многочасовой обкатке на специальном стенде с регистрацией температуры в нескольких точках узла и момента сопротивления вращению.Currently, the industry produces stands and devices for controlling the parameters of vibroacoustic signals, which can be used to judge the dynamics of the elastic system of the machine and the condition of the bearing assemblies [1. Balitsky F.Ya., Ivanova M.A., Sokolova A.G., Khomyakov E.I. Vibroacoustic diagnostics of incipient defects. - M .: Nauka, 1984. - from 78-83.]. The assembly of high-speed spindle assemblies is carried out in thermostatically controlled rooms according to a strictly defined method with strict control of deviations of individual parts from a given geometry, and after assembly, the spindle is run for many hours on a special stand with registration of temperature at several points of the assembly and the moment of resistance to rotation.

К недостаткам известных средств диагностики следует отнести то обстоятельство, что контролируя только температуру нельзя проникнуть в сущность процессов, протекающих в шпиндельных узлах при холостом вращении шпинделя, при работе под нагрузкой. Сегодня назрела необходимость применения новых методик и способов виброакустической диагностики, позволяющих значительно глубже по сравнению с контролем температуры проникать в сущность процессов, протекающих в шпиндельных узлах при холостом вращении шпинделя, при работе под нагрузкой и при повышении температуры.The disadvantages of the known diagnostic tools include the fact that controlling only the temperature cannot penetrate into the essence of the processes occurring in the spindle assemblies during idle rotation of the spindle when operating under load. Today, the need has ripened for the application of new methods and methods of vibroacoustic diagnostics, which can significantly penetrate the essence of the processes occurring in the spindle units during idle rotation of the spindle, when operating under load, and when the temperature rises, compared to temperature control.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является устройство для диагностики шпиндельного узла, описанное в патенте РФ №2124966, Кл. B23B 25/06, G01M 13/02 - прототип. Согласно прототипу диагностика реализуется следующим образом. После выбора режима испытаний станок включается и производится обработка средней части оправки резцом. Сигналы от датчиков перемещения, расположенных в двух поперечных сечениях оправки, поступают сначала в усилительно-преобразующую аппаратуру, а потом в компьютер, где производится построение траектории оси оправки в двух сечениях. В результате движения вершина резца описывает на поверхности оправки некоторую кривую, которая формирует "геометрический образ" обработанного сечения. Программное обеспечение позволяет производить построение на экране дисплея "геометрический образ" в трехмерном пространстве, по которому определяют целый комплект параметров точности обработанной оправки.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is a device for diagnosing a spindle assembly, described in the patent of the Russian Federation No. 21244966, Cl. B23B 25/06, G01M 13/02 - prototype. According to the prototype, the diagnosis is implemented as follows. After selecting the test mode, the machine is turned on and the middle part of the mandrel is machined with a cutter. The signals from the displacement sensors located in two cross sections of the mandrel are fed first to the amplification-converting equipment, and then to the computer, where the trajectory of the axis of the mandrel in two sections is constructed. As a result of the movement, the tip of the cutter describes a curve on the surface of the mandrel, which forms a "geometric image" of the processed section. The software allows you to build on the display screen "geometric image" in three-dimensional space, which determine the whole set of accuracy parameters of the processed mandrel.

Недостатком известного технического решения является сравнительно невысокая точность воспроизведения геометрического образа обработанного сечения эталонной заготовки и отсутствие возможности виброакустической диагностики, позволяющей значительно глубже по сравнению с температурой оценить сущность процессов, протекающих в шпиндельных узлах при холостом вращении шпинделя, при работе под нагрузкой и при повышении температуры.A disadvantage of the known technical solution is the relatively low accuracy of reproducing the geometric image of the processed cross section of the reference workpiece and the lack of the possibility of vibroacoustic diagnostics, which allows a much deeper assessment of the nature of the processes occurring in the spindle units when the spindle is idle, when operating under load and when the temperature rises.

Технически достижимым результатом является повышение точности измерений, а также расширение технологических возможностей при проведении диагностики шпиндельных узлов.A technically achievable result is an increase in the accuracy of measurements, as well as the expansion of technological capabilities when diagnosing spindle assemblies.

Это достигается тем, что в стенде для диагностики шпиндельного узла, содержащим датчики перемещения, расположенные в двух поперечных сечениях оправки шпинделя, и компьютер, где производится построение траектории оси оправки шпинделя, дополнительно содержится станина, на которой посредством опор закреплена шпиндельная бабка со шпиндельным узлом, установленном в подшипниках качения, в котором закреплен эталонный образец, а напротив шпинделя установлена измерительная стойка, состоящая из, жестко и перпендикулярно, закрепленной на станине вертикальной стойки, в верхней части которой закреплена параллельно станине, консоль, на которой смонтирована измерительная головка в виде динамометрического молотка, соединенного с управляющим блоком, генерирующим импульсное нагружение шпинделя, и ось которой перпендикулярна оси шпиндельного узла, а в верхней части шпиндельного узла жестко закреплен трехкомпонентный акселерометр, выполняющий измерение колебаний по трем координатам X, Y, Z, и соединенный с управляющим блоком, содержащим компьютер со специально ориентированным пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка, и получения реакции этого воздействия по трем координатам X, Y, Z.This is achieved by the fact that in the stand for diagnostics of the spindle unit, containing displacement sensors located in two cross sections of the spindle mandrel, and a computer where the trajectory of the axis of the spindle mandrel is plotted, there is additionally a frame on which the headstock with the spindle unit is fixed by means of supports, installed in rolling bearings, in which a reference sample is fixed, and opposite to the spindle, a measuring stand is installed, consisting of, rigidly and perpendicularly fixed to the mill e vertical rack, in the upper part of which is fixed parallel to the bed, the console on which the measuring head is mounted in the form of a torque hammer connected to a control unit generating pulse loading of the spindle, and the axis of which is perpendicular to the axis of the spindle unit, and rigidly fixed in the upper part of the spindle unit a three-component accelerometer that measures vibrations in three coordinates X, Y, Z, and connected to a control unit containing a computer with a specially oriented package om programs to develop the parameters of the input action for a torque hammer, and obtain the response of this action in three coordinates X, Y, Z.

На фиг.1 представлена схема стенда для диагностики шпиндельного узла с помощью импульсного нагружения шпинделя посредством динамометрического молотка, на фиг.2 - общий вид экспериментальной установки системы диагностики шпиндельного узла, на фиг.3 показаны амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) шпинделя №2, построенные по двум взаимно перпендикулярным осям, на фиг.4 - схема устройства динамометрического молотка.Figure 1 presents the diagram of the stand for the diagnosis of the spindle unit using pulsed loading of the spindle by means of a hammer, figure 2 is a General view of the experimental setup of the diagnostic system of the spindle unit, figure 3 shows the amplitude-frequency characteristics (AFC) of spindle No. 2, built on two mutually perpendicular axes, figure 4 is a diagram of a dynamometer hammer.

Стенд для диагностики шпиндельного узла состоит из станины 1, на которой посредством опор закреплена шпиндельная бабка 2 со шпиндельным узлом 3, установленном в подшипниках качения, в котором закреплен эталонный образец 10. Напротив шпинделя 3 с эталонным образцом 10 установлена измерительная стойка, состоящая из, жестко и перпендикулярно, закрепленной на станине 1 вертикальной стойки 5, в верхней части которой закреплена параллельно станине 1, консоль 6, на которой смонтирована измерительная головка 7 в виде динамометрического молотка 8, соединенного с управляющим блоком 9, и генерирующего импульсное нагружение шпинделя, и ось которой перпендикулярна оси шпиндельного узла 3. В верхней части шпиндельного узла 3 жестко закреплен трехкомпонентный акселерометр 4, выполняющий измерение колебаний по трем координатам X, Y, Z, и соединенный с управляющим блоком 9, содержащим компьютер со специально ориентированным пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка 8, генерирующего импульсное нагружение шпинделя, и получения реакции этого воздействия в виде амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) шпинделя, а также отображения объемного изображение колебаний по трем координатам: X, Y, Z.The stand for diagnostics of the spindle assembly consists of a bed 1, on which the headstock 2 with the spindle assembly 3 mounted in rolling bearings, in which the reference sample 10 is mounted, is fixed by means of bearings. A measuring stand consisting of, rigidly, is mounted opposite the spindle 3 with the reference sample 10 and perpendicularly fixed to the frame 1 of the vertical strut 5, in the upper part of which is fixed parallel to the frame 1, the console 6, on which the measuring head 7 is mounted in the form of a torque hammer 8, is connected connected to the control unit 9, and generating pulsed loading of the spindle, and the axis of which is perpendicular to the axis of the spindle unit 3. In the upper part of the spindle unit 3, a three-component accelerometer 4 is fixed, which measures vibrations in three coordinates X, Y, Z, and connected to the control unit 9 containing a computer with a specially oriented software package for generating input parameters for a torque hammer 8 generating pulsed loading of the spindle and obtaining a reaction of this effect actions in the form of amplitude-frequency characteristics (AFC) of the spindle, as well as displaying a three-dimensional image of oscillations in three coordinates: X, Y, Z.

Динамометрический молоток (фиг.4) содержит быстросменный ударный элемент 11, расположенный соосно корпусу 13, и выполненный из эластомера, который посредством втулки 28 крепится к мембранному передающему элементу 12, закрепленному на цилиндрическом корпусе 13 посредством фланца 26, расположенному перпендикулярно оси корпуса 13, с помощью винтов 27. Внутри корпуса 13 и соосно ему, расположен мембранный передающий элемент 12, который имеет цилиндро-коническую часть, установленную в корпусе с тороидальным зазором 25 в нижней части, имеющем лепестковую форму в сечении торообразующей поверхности. Мембранный передающий элемент 12 соединен резьбовой частью 24 шпильки 23, расположенной по оси корпуса, с основной массой 15 ударного устройства, контактирующей с пьезоэлектрическим динамометром 14, помещенным в диэлектрическую защитную оболочку 32. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях отводится от пьезоэлектрического динамометра 14 через контактный элемент 31, закрепленный в корпусе 13, и связанный проводом 34 с контактным элементом 29, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 19 ударного устройства, при этом провод 34 закреплен в хомуте 30, жестко связанным с внешней поверхностью рукоятки 19, ось которой расположена перпендикулярно оси корпуса 13, и которая посредством резьбовой части 20, жестко фиксируется в резьбовом отверстии 21 основной массы 15 молотка. Над основной массой 15 расположена дополнительная масса 16 ударного устройства, выполненная в виде цилиндра, и в которой выполнено осесимметричное резьбовое отверстие 17, в которое входит резьбовая часть выступа 18, составляющая одно целое с основной массой 15, которая в свою очередь посредством винтов 22 крепится к корпусу 13, а в торцевую поверхность резьбовой части выступа 18 упирается головка шпильки 23, связывающей основную массу 15 ударного устройства с мембранным передающим элементом 12 через пьезоэлектрический динамометр 14, в котором выполнено центральное осесимметричное отверстие 33, через которое проходит гладкая цилиндрическая часть шпильки 23.The hammer dynamometer (figure 4) contains a quick-change impact element 11, located coaxially to the housing 13, and made of an elastomer, which through the sleeve 28 is attached to the membrane transmitting element 12, mounted on a cylindrical housing 13 by means of a flange 26 located perpendicular to the axis of the housing 13, s using screws 27. Inside the housing 13 and coaxially to it, there is a membrane transmitting element 12, which has a cylindrical-conical part installed in the housing with a toroidal gap 25 in the lower part having a petal shape in section toroobrazuyuschey surface. The membrane transmitting element 12 is connected by a threaded part 24 of the stud 23 located along the axis of the housing with the main mass 15 of the percussion device in contact with the piezoelectric dynamometer 14 placed in the dielectric sheath 32. The voltage arising from shock or accidental influences is removed from the piezoelectric dynamometer 14 through a contact element 31 fixed in the housing 13 and connected by a wire 34 to a contact element 29 fixed in the hollow cylindrical handle 19 of the percussion device, while 34 is fixed to the yoke 30 rigidly associated with the outer surface of the handle 19, which axis is perpendicular to the body axis 13 and through which the threaded portion 20 is rigidly fixed in the threaded hole 21 main mass 15 hammer. Above the main mass 15 there is an additional mass 16 of the percussion device, made in the form of a cylinder, and in which an axisymmetric threaded hole 17 is made, into which the threaded part of the protrusion 18, which is integral with the main mass 15, which, in turn, is attached to the screws 22 the housing 13, and the head of the stud 23, which connects the main mass 15 of the percussion device with the membrane transmitting element 12 through the piezoelectric dynamometer 14, in which A central axisymmetric hole 33 is inserted through which the smooth cylindrical part of the stud 23 passes.

Стенд для диагностики шпиндельного узла работает следующим образом.The stand for the diagnosis of the spindle unit operates as follows.

Измерение реакции импульсного нагружения шпинделя фиксируется трехкомпонентным акселерометром 4, жестко закрепленном на шпиндельном узле 3. Обработка виброакустического сигнала со шпинделя осуществляется посредством управляющего блока 9, содержащего компьютер со специально ориентированным пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка 8, генерирующего импульсное нагружение шпинделя, и получения реакции этого воздействия в виде амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) шпинделя, а также отображения объемного изображение колебаний по трем координатам: X, Y, Z.The measurement of the reaction of impulse loading of the spindle is fixed by a three-component accelerometer 4, rigidly fixed to the spindle unit 3. The processing of the vibroacoustic signal from the spindle is carried out by means of a control unit 9 containing a computer with a specially oriented software package for generating input parameters for the dynamometer hammer 8 generating pulse loading of the spindle, and obtain the reaction of this effect in the form of amplitude-frequency characteristics (AFC) of the spindle, as well as e display a three-dimensional image of vibrations in three coordinates: X, Y, Z.

На станине 1 посредством опор закрепляют шпиндельную бабку 2 со шпиндельным узлом 3, в шпинделе закрепляют эталонный образец 10. Напротив шпинделя 3 с эталонным образцом 10 устанавливают измерительную стойку, на которой смонтирована измерительная головка 7 в виде динамометрического молотка 8, и соединяют его с управляющим блоком 9, генерирующим импульсное нагружение шпинделя. В верхней части шпиндельного узла 3 жестко закрепляют трехкомпонентный акселерометр 4, выполняющий измерение колебаний по трем координатам X, Y, Z, и соединяют его с управляющим блоком 9, содержащим компьютер со специально ориентированным пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка 8, генерирующего импульсное нагружение шпинделя, и получения ответной реакции этого воздействия по трем координатам: X, Y, Z от трехкомпонентного акселерометр 4.On the bed 1, the spindle head 2 is fixed with supports 2 with the spindle unit 3, the reference sample 10 is fixed in the spindle. Opposite the spindle 3 with the reference sample 10, a measuring stand is mounted on which the measuring head 7 is mounted in the form of a torque hammer 8, and connected to the control unit 9, generating pulsed spindle loading. In the upper part of the spindle assembly 3, a three-component accelerometer 4 is rigidly fixed, which measures vibrations in three coordinates X, Y, Z, and connects it to the control unit 9, which contains a computer with a specially oriented software package for generating input parameters for the dynamometer 8, generating pulsed loading of the spindle, and receiving the response of this action in three coordinates: X, Y, Z from the three-component accelerometer 4.

Измерение реакции импульсного нагружения шпинделя фиксируется трехкомпонентным акселерометром 4, жестко закрепленном на шпиндельном узле 3. Обработка виброакустического сигнала со шпинделя осуществляется посредством управляющего блока 9, содержащего компьютер со специально ориентированным пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка 8, генерирующего импульсное нагружение шпинделя, и получения реакции этого воздействия в виде амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) шпинделя, а также отображения объемного изображение колебаний по трем координатам: X, Y, Z.The measurement of the reaction of impulse loading of the spindle is fixed by a three-component accelerometer 4, rigidly fixed to the spindle unit 3. The processing of the vibroacoustic signal from the spindle is carried out by means of a control unit 9 containing a computer with a specially oriented software package for generating input parameters for the dynamometer hammer 8 generating pulse loading of the spindle, and obtain the reaction of this effect in the form of amplitude-frequency characteristics (AFC) of the spindle, as well as e display a three-dimensional image of vibrations in three coordinates: X, Y, Z.

Динамометрический молоток работает следующим образом.Torque hammer works as follows.

При ударе об испытательную поверхность 35 исследуемого объекта (на чертеже не показан) посредством быстросменного ударного элемента 11 имитируется импульсное или случайное возбуждение. Подаваемое на исследуемый объект усилие измеряется с помощью пьезоэлектрического динамометра 14. Дополнительной массой 16 и материалом ударной части 11 можно менять продолжительность импульса, а, значит, и частотный диапазон спектра возбуждения. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях, отводится от пьезоэлектрического динамометра 14 через контактный элемент 31, закрепленный в корпусе 13, и связанный проводом 34 с контактным элементом 29, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 19 ударного устройства. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 14 передаются в блок обработки данных (на чертеже не показан), в котором частотные характеристики получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, например с помощью двухканального анализатора (на чертеже не показан), выполняющего быстрое преобразование Фурье, и измеряющего сигналы возбуждения от ударного устройства, и реакции их на испытательной поверхности 35 исследуемого объекта, затем определяют частотные характеристики на основе этих измерений.Upon impact on the test surface 35 of the test object (not shown in the drawing) by means of a quick-change shock element 11, impulse or random excitation is simulated. The force applied to the object under study is measured using a piezoelectric dynamometer 14. With an additional mass 16 and material of the shock part 11, the pulse duration can be changed, and, hence, the frequency range of the excitation spectrum. The voltage arising from shock or accidental impacts is discharged from the piezoelectric dynamometer 14 through the contact element 31 fixed in the housing 13 and connected by a wire 34 to the contact element 29 fixed in the hollow cylindrical handle 19 of the percussion device. The signals from the piezoelectric dynamometer 14 are transmitted to a data processing unit (not shown in the drawing), in which the frequency characteristics are obtained using spectral analysis of complex signals, the basis of which is fast Fourier transform, for example, using a two-channel analyzer (not shown), which performs fast the Fourier transform, and measuring the excitation signals from the percussion device, and their reactions on the test surface 35 of the investigated object, then determine the frequency characteristics of Based on these measurements.

В качестве примера рассмотрим результаты исследований 2-х одинаковых шлифовальных шпинделей на подшипниках качения.As an example, we consider the results of studies of 2 identical grinding spindles on rolling bearings.

На фиг.3 показаны амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) шпинделя №2, построенные по двум взаимно перпендикулярным осям. Акселерометр устанавливался на корпусе шпинделя в радиальном направлении. Динамометрическим молотком наносились удары по концу шпинделя в этом же направлении. Вектор импульсного воздействия и ось акселерометра лежат в одной плоскости, проходящей через ось шпинделя. В идеальном случае АЧХ не должны существенно зависеть от выбора плоскости расположения ударного импульса и акселерометра. На фиг.3 показаны АЧХ, построенные для вертикальной (ось Z) и горизонтальной (ось Y) плоскостей. Видно, что в направлении оси Y податливость, особенно в районе частоты 1257 Гц, значительно выше, чем податливость по оси Z. Это можно трактовать как следствие неравномерного радиального натяга в подшипнике, вызванного искажением радиальной геометрии при посадке колец. Построение АЧХ дает полезную информацию о состоянии подшипникового узла, но такая методика связана с необходимостью применения динамометрического молотка, который может отсутствовать на предприятии. Информацию о качестве работы шпинделя можно получить, подключая к стенду для обкатки шпинделя не один, а два или три акселерометра, установленных по направлению координатных осей. С их помощью можно следить за поведением вектора виброускорения, виброскорости или виброперемещения.Figure 3 shows the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the spindle No. 2, built on two mutually perpendicular axes. The accelerometer was mounted on the spindle housing in the radial direction. A hammer was used to strike at the end of the spindle in the same direction. The vector of the pulsed action and the axis of the accelerometer lie in the same plane passing through the axis of the spindle. In the ideal case, the frequency response should not depend significantly on the choice of the plane of the shock pulse and the accelerometer. Figure 3 shows the frequency response plotted for the vertical (Z axis) and horizontal (Y axis) planes. It is seen that in the direction of the Y axis, the compliance, especially in the frequency region of 1257 Hz, is much higher than the compliance along the Z axis. This can be interpreted as a result of uneven radial interference in the bearing, caused by distortion of the radial geometry when the rings fit. The construction of the frequency response provides useful information about the condition of the bearing assembly, but this technique is associated with the need to use a torque hammer, which may not be available at the enterprise. Information about the quality of the spindle can be obtained by connecting to the stand for running the spindle not one but two or three accelerometers installed in the direction of the coordinate axes. With their help, you can monitor the behavior of the vector of vibration acceleration, vibration velocity or vibration displacement.

Claims (2)

1. Стенд для диагностики шпиндельного узла, содержащий управляющий блок с компьютером, отличающийся тем, что он дополнительно содержит станину для закрепления на ней посредством опор шпиндельной бабки с установленным в подшипниках качения шпиндельным узлом, в котором закреплен эталонный образец, а напротив шпинделя установлена измерительная стойка, состоящая из жестко и перпендикулярно закрепленной на станине вертикальной стойки, в верхней части которой параллельно станине закреплена консоль, на которой смонтирована измерительная головка в виде динамометрического молотка, соединенного с управляющим блоком, генерирующим импульсное нагружение шпинделя, и ось которой перпендикулярна оси шпиндельного узла, а в верхней части шпиндельного узла жестко закреплен трехкомпонентный акселерометр для измерения колебаний по трем координатам X, Y, Z, соединенный с управляющим блоком, а компьютер снабжен пакетом программ для выработки параметров входного воздействия для динамометрического молотка и получения реакции этого воздействия по трем координатам X, Y, Z.1. A stand for diagnosing a spindle assembly, comprising a control unit with a computer, characterized in that it further comprises a bed for fastening to it by supporting the headstock with a spindle unit mounted in rolling bearings, in which a reference sample is mounted, and a measuring stand is installed opposite the spindle consisting of a vertical rack rigidly and perpendicularly mounted on the bed, in the upper part of which a console is mounted parallel to the bed on which the measuring a hammer in the form of a dynamometer connected to a control unit generating pulsed loading of the spindle, and the axis of which is perpendicular to the axis of the spindle unit, and in the upper part of the spindle unit a three-component accelerometer is rigidly fixed for measuring vibrations in three coordinates X, Y, Z, connected to the control unit , and the computer is equipped with a software package for generating input impact parameters for a torque hammer and obtaining the response of this action in three coordinates X, Y, Z. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что динамометрический молоток содержит корпус, пьезоэлектрический динамометр и быстросменный ударный элемент, выполненный из эластомера, расположенный соосно с корпусом и прикрепленный посредством втулки к мембранному передающему элементу, закрепленному на цилиндрическом корпусе посредством фланца, расположенного перпендикулярно оси корпуса, при этом мембранный передающий элемент имеет цилиндроконическую форму, установлен в корпусе с тороидальным зазором в нижней части, имеющим лепестковую форму в сечении торообразующей поверхности, и соединен резьбовой частью шпильки, расположенной по оси корпуса, с основной массой ударного элемента, контактирующей с пьезоэлектрическим динамометром, помещенным в диэлектрическую защитную оболочку, при этом напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействии, отводится от пьезоэлектрического динамометра через контактный элемент, закрепленный в корпусе и связанный проводом с контактным элементом, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке ударного элемента, при этом провод закреплен в хомуте, жестко связанном с внешней поверхностью рукоятки, ось которой расположена перпендикулярно оси корпуса и которая посредством резьбовой части жестко фиксируется в резьбовом отверстии основной массы ударного элемента, над которой расположена дополнительная масса ударного элемента, выполненная в виде цилиндра, и в которой выполнено осесимметричное резьбовое отверстие, в которое входит резьбовая часть выступа, составляющая одно целое с основной массой, которая, в свою очередь, посредством винтов крепится к корпусу, а в торцевую поверхность резьбовой части выступа упирается головка шпильки, связывающей основную массу ударного элемента с мембранным передающим элементом через пьезоэлектрический динамометр, в котором выполнено центральное осесимметричное отверстие, через которое проходит гладкая цилиндрическая часть шпильки.
Figure 00000001
2. The stand according to claim 1, characterized in that the dynamometer comprises a housing, a piezoelectric dynamometer and a quick-change shock element made of an elastomer coaxially with the housing and attached via a sleeve to a membrane transmitting element mounted on a cylindrical housing by means of a flange located perpendicularly axis of the housing, while the membrane transmitting element has a cylindrical shape, is installed in the housing with a toroidal gap in the lower part, having a petal shape in the surface of the toroidal surface, and is connected by the threaded part of the stud located along the axis of the housing with the bulk of the shock element in contact with the piezoelectric dynamometer placed in the dielectric protective sheath, while the voltage arising from the shock or accidental impact is removed from the piezoelectric dynamometer through the contact element fixed in the housing and connected by a wire with a contact element fixed in the hollow cylindrical handle of the shock element, while the wire is fixed n in the clamp, rigidly connected to the outer surface of the handle, the axis of which is perpendicular to the axis of the body and which, through the threaded part, is rigidly fixed in the threaded hole of the main mass of the shock element, over which there is an additional mass of the shock element, made in the form of a cylinder, and in which the axisymmetric the threaded hole, which includes the threaded portion of the protrusion, which is integral with the main mass, which, in turn, is screwed to the body, and to the end the surface of the threaded portion of the protrusion rests on the head of the stud, connecting the bulk of the shock element with the membrane transmitting element through a piezoelectric dynamometer, in which a central axisymmetric hole is made through which the smooth cylindrical part of the stud passes.
Figure 00000001
RU2012123600/02U 2012-06-07 2012-06-07 SPINDLE ASSEMBLY STAND RU122320U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123600/02U RU122320U1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 SPINDLE ASSEMBLY STAND

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123600/02U RU122320U1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 SPINDLE ASSEMBLY STAND

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU122320U1 true RU122320U1 (en) 2012-11-27

Family

ID=49255143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012123600/02U RU122320U1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 SPINDLE ASSEMBLY STAND

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU122320U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556280C1 (en) * 2013-12-09 2015-07-10 Олег Савельевич Кочетов Impact device for simulation of accidental exposure
RU2557851C2 (en) * 2013-12-09 2015-07-27 Олег Савельевич Кочетов Method of testing machine units under study
CN114397126A (en) * 2022-01-15 2022-04-26 韦忠凯 Driving mechanism bearing strength detection device applied to servo motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556280C1 (en) * 2013-12-09 2015-07-10 Олег Савельевич Кочетов Impact device for simulation of accidental exposure
RU2557851C2 (en) * 2013-12-09 2015-07-27 Олег Савельевич Кочетов Method of testing machine units under study
CN114397126A (en) * 2022-01-15 2022-04-26 韦忠凯 Driving mechanism bearing strength detection device applied to servo motor
CN114397126B (en) * 2022-01-15 2024-01-02 深圳市创佳兴电子有限公司 Be applied to actuating mechanism bearing strength detection device of servo motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2596239C1 (en) Method of vibroacoustic tests of specimens and models
EP3658868B1 (en) Apparatus and method for performing an impact excitation technique
Bediz et al. Dynamics of ultra-high-speed (UHS) spindles used for micromachining
RU122320U1 (en) SPINDLE ASSEMBLY STAND
RU2605668C1 (en) Test bench for testing impact loads on vibration isolation systems
RU121070U1 (en) VIBRODIAGNOSTIC STAND FOR ELASTIC MACHINE SYSTEM
Korkmaz et al. Dynamic characterization of multi-axis dynamometers
JP2020159752A (en) Spindle vibration measuring system, spindle measuring method, and program
Kobusch et al. Investigations for the model-based dynamic calibration of force transducers by using shock excitation
JP2020189388A (en) Main spindle abnormality detection device
EP3141305A1 (en) Experimental method to detect the elastic modulus of objects, samples or semi-worked products of various materials
RU2548538C2 (en) Spindle unit diagnostics method
Shimana et al. Real-time estimation of machining error caused by vibrations of end mill
JP2000310527A (en) Surface-properties measuring device
TW201827964A (en) Modal detection system including a tooling machine, a detection unit, and a processing unit and reducing the equipment cost
JP2013188827A (en) Vibration excitation tool for measuring mechanical rigidity of machine tool and method of measuring mechanical rigidity of machine tool
JP2020183901A (en) Correction method for tire uniformity data and tire uniformity machine
JP2003021572A (en) Shock testing apparatus for roller bearing
EP2707730B1 (en) Calibrating rotational accelerometers
EP3112836B1 (en) Device and method for detecting the structural integrity of a sample object
RU122483U1 (en) DEVICE FOR DYNAMIC QUALITY DETERMINATION OF SPINDLE ASSEMBLY
RU2653554C1 (en) Method of vibroacoustic tests of specimens and models
Szymański et al. Analysis of measurement points sensitivity of vibration signals on the stand of jet engine
RU2535334C2 (en) Method of vibration diagnostics of machine resilient system with application of power impact generator included into "machine-accessory-tool-part" system
RU149110U1 (en) STAND FOR DETERMINING THE QUALITY OF THE SPINDLE ASSEMBLY IN A REAL TECHNOLOGICAL PROCESS

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180608