[发明专利]用于电主轴轴承的高速动态模拟试验方法

说明书

技术领域

本发明属于轴承试验技术领域，主要涉及到一种用于电主轴轴承的高速动态模拟试验方法。

背景技术

电主轴是承载高速切削技术的主体，是高精度、高效率、高档次数控机床的核心功能部件。电主轴在进行高速切削工作时要承受速度的快速升降、切削力的频繁变化等恶劣工况，电主轴的工作环境在客观上要求其支承轴承具有高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好和发热量小的作用。

目前，电主轴中大多数采用角接触球轴承作为支承轴承，因此角接触球轴承的旋转精度、承载能力、润滑状态、散热条件等直接影响着电主轴的高速动态工作特性，从而影响其切削加工精度及质量。

高速电主轴一般采用B7系列内圈带斜坡的高速精密角接触球轴承作为支承轴承。B7系列高速精密角接触球轴承一般比外圈带斜坡的通用7系列角接触球轴承具有更高的旋转精度以及极限转速能力。

B7系列内圈带斜坡的高速精密角接触球轴承在电主轴上要配对使用，配对使用的角接触球轴承分为背对背(DB)安装方式和面对面(DF)安装方式。所谓背对背(DB)安装方式是指两配对的角接触球轴承其内圈带斜坡的宽端面相互对应安装，其载荷线呈X型，也称X型配对；所谓面对面(DF)安装方式是指两配对的角接触球轴承其内圈带斜坡的窄端面相互对应安装，其载荷线呈O型，也称O型配对。

对于高速电主轴轴承的试验研究，大多是在电主轴出厂前进行整机试验，以测试电主轴在额定状态下的温升、振动等性能指标，间接的反映配对使用的角接触球轴承高速运转情况。而这种整机试验大多也是在空载条件下进行的，因此难以真实的模拟电主轴实际工作时的载荷、转速变化情况对角接触球轴承产生的影响。

为了分析掌握并不断提高角接触球轴承的设计水平和产品质量，需要专门用于电主轴轴承的高速动态模拟试验装置和试验方法来开展对角接触球轴承的试验研究，为角接触球轴承的设计和理论分析提供真实有效的数据参考。

而针对角接触球轴承的高速动态模拟试验装置和试验方法在国内目前尚属空白，相关文献也未见报道。

随着我国机床行业以及高速切削技术的快速发展，对角接触球轴承也提出了更高的要求，因此迫切需要用于电主轴轴承的高速动态模拟试验方法进行深入研究。

发明内容

为模拟电主轴轴承在电主轴上工作条件以及电主轴高速切削时的运行状态，本发明提供了一种用于电主轴轴承的高速动态模拟试验方法，该高速动态模拟试验方法可试验内径在8～30mm范围内的电主轴轴承，最高转速可达60000r/min，径向最大载荷10kN，轴向最大载荷5kN，具有油脂、油雾、油气、喷油四种润滑方式，同时具有循环水冷却功能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

首先需要说明的是：本申请电主轴轴承中所指的“轴承”具体到本发明是指配对安装的第一试验轴承和第二试验轴承，如无特指，把第一试验轴承和第二试验轴承简称为试验轴承，试验轴承属于同一种型号的B7系列内圈带斜坡的高速精密角接触球轴承，或试验轴承属于同一种型号的通用7系列外圈带斜坡的高速精密角接触球轴承。此外，配合高速动态模拟试验方法所使用的第一陪试轴承和第二陪试轴承也属于同一种产品型号的B7系列内圈带斜坡的高速精密角接触球轴承，或属于同一种产品型号的通用7系列外圈带斜坡的高速精密角接触球轴承，如无特指，把第一陪试轴承和第二陪试轴承也简称为陪试轴承。

所述的用于电主轴轴承的高速动态模拟试验方法包含试验装置、总装和试验过程三个内容；

I、试验装置

试验装置由机架、主体底座、轴向加载油缸、试验头组件、主体压盖、径向加载油缸、联轴器、防护罩、电主轴、润滑油管、轴向加载油管、振动传感器、径向加载油管和温度传感器构成，其中主体底座通过螺栓固定在机架的左端，电主轴通过螺栓固定在机架的右端；

所述主体底座包含有左喷油咀、第一喷油杆、第二喷油杆和右喷油咀；

所述试验头组件包含有左衬套、轴向加载套、轴端压盖、试验主轴、左水管接头、隔套、径向加载套、压环、弹簧、右衬套、右水管接头和法兰端盖；

电主轴通过联轴器与试验头组件中的试验主轴联接；

II、总装

总装包含试验头组件的组装和试验装置的总装

①试验头组件的组装