[发明专利]一种机床主轴轴承动态预紧力测量方法

权利要求书

1.一种机床主轴轴承动态预紧力测量方法，包括以下步骤：

1)建立主轴力学模型，计算出轴承径向受力和轴向受力；

2)建立机床主轴轴承五自由度非线性有限元模型，建立主轴轴承的动刚度与预紧力和转速之间的拟合关系；

3)建立机床主轴转子五自由度有限元模型，建立主轴轴承动刚度和主轴动刚度之间的拟合关系，然后联合机床主轴轴承五自由度非线性有限元模型和机床主轴转子五自由度有限元模型，通过在主轴计算模型中设置不同预紧力和转速下的轴承动刚度值计算主轴前端动刚度，从而建立主轴动刚度与轴承预紧力和转速之间的拟合关系数据库；

4)通过主轴动刚度测量实验测得主轴的动刚度，把实验测试得到的主轴动刚度值输入到上述主轴动刚度与轴承预紧力和转速的拟合关系数据库中，通过查询得到主轴轴承的动态预紧力。

2.根据权利要求1所述的机床主轴轴承动态预紧力测量方法，其特征在于：所述主轴-轴承转子系统的运动微分方程为：

[M]{x..}+[C]{x.}+[K]{x}={F(t)},]]>

其中，[M]＝[M^b]+[M^d]，   [C]＝-Ω([G^b]+[G^d])+[C^s]，

[K]＝[K^b]+[K_B]-Ω²[M^b]_C，{F(t)}＝{F^b}+{F^d}

[M^b]——弹性轴质量矩阵   [M^d]——圆盘质量矩阵

[G^b]——弹性轴回转矩阵   [G^d]——圆盘回转矩阵

[C^s]——结构阻尼矩阵     [M^b]_C——计算弹性轴离心力的质量矩阵

[K^b]——弹性轴刚度矩阵   [K_B]——支承轴承动刚度矩阵

{F^b}——弹性轴载荷向量   {F^d}——圆盘不平衡力向量。

3.根据权利要求1所述的机床主轴轴承动态预紧力测量方法，其特征在于：所述步骤4)中测量主轴动刚度时，以主轴前端安装配重螺钉的平面作为测量平面，并安装配重螺钉。

4.根据权利要求1所述的机床主轴轴承动态预紧力测量方法，其特征在于：所述步骤4)中测量主轴动刚度时，采用动平衡仪对已选测量平面进行现场动平衡测试，测得质心偏移量。