[发明专利]一种机械主轴系统热分析综合测试实验装置

权利要求书

1.一种机械主轴系统热分析综合测试实验装置，其特征在于，所述的实验装置包括机械主轴主体结构、切削载荷模拟加载机构及测量系统组成。

2.根据权利要求1所述一种机械主轴系统热分析综合测试实验装置，其特征在于，所述的机械主轴主体结构是在底板（1）上装有电机支撑座（2），伺服电机（3）固定在电机支撑座（2）上，伺服电机（3）通过联轴器（4）与机械主轴（5）相连，并带动机械主轴（5）实现旋转运动；机械主轴（5）上安装有后支撑轴承（6）与前支撑轴承（7）；后轴承（6）与前轴承（7）分别用前轴套（8）与后轴套（9）固定各轴承的外圈，前轴套（8）与后轴套（9）上贴有应变片（10）与（11）；其中前轴套（8）与可移动轴套（12）接触，可移动轴套（12）与箱体（13）间形成液压缸（14），实现轴承预紧力的定量控制；螺钉（15）沿圆周方向布置6个，用以实现轴承定位预紧与定压预紧的变换；调节螺栓（16）与螺母（17）实现箱体固定，其中螺母（17）位于主轴支撑座（19）的T型槽（18）中,实现导向，可以通过拧紧前端或后端的主轴支撑座（19）上调节螺栓（16）来决定机械主轴箱的热膨胀方向。

3.根据权利要求1所述一种机械主轴系统热分析综合测试实验装置，其特征在于，所述模拟加载机构是在底板（1）上装有伺服电机（20），通过传动带（21）带动旋转构件（22）旋转，旋转构件（22）与构件（23）由螺钉锁紧一起旋转；所述旋转构件（22）通过螺钉与圆盘（24）固接，圆盘（24）与径向推力构件（25）形成径向第一液压缸（26），通过液压推力作用实现旋转径向力的加载；轴套（27）与构件（23）通过螺栓固定，推力部件（28）与轴套（27）固接；轴套（27）、推力部件（28）、旋转构件（22）间形成第二液压缸（29），实现轴向力的施加；精密测试棒（30）及其固接构件（31）分别由深沟球轴承（32）与推力轴承（33）支撑；精密测试棒（30）与机械主轴（5）卡紧，旋转构件（22）由轴承（34）与加载机构箱体（35）连接。

4.根据权利要求1所述一种机械主轴系统热分析综合测试实验装置，其特征在于，所述测量系统包括温度测量装置、热变形测量装置及轴承预紧力测量装置；

所述温度测量装置：在主轴箱箱体（13）表面布有第一贴片式温度传感器（36）及第二贴片式温度传感器（42）；在箱体表面打孔并插入第一温度传感器（37）测量机械主轴箱内温度；前轴承（7）的外圈温度由接触式温度传感器（38）测量，在圆周方向安装有多个同类型传感器，类似还有后轴承（6）外圈温度测量的第二温度传感器（44）；前轴承处旋转主轴温度测量由非接触式的红外温度传感器（39）完成；

所述位移测量装置：其中位移传感器支架（40）通过紧固螺栓（41）与机械主轴箱后法兰盘（45）相连；位移传感器（43）通过螺母与位移传感器支架（40）相连，可以用来测定箱体（13）相对可移动轴套（12）间的位移情况，可移动轴套（12）相对箱体位移通过构件（46）引出；其中前端的热漂移情况可由支架固定的位移传感器测定精密测试棒（30）的轴向及径向变形情况；

所述轴承预紧力的测量装置：前轴套（8）与后轴套（9）内表面沿轴向贴有应变片，用于测量轴套沿轴向的应变情况，从而间接得到轴承的预紧力；后轴套（9）上有通孔以方便应变片引线，前轴套（8）上的应变片引线通过后轴套（9）的内表面沟槽引出。