[发明专利]隔圈不平行度对主轴热结构耦合影响规律测试平台及方法

说明书

本发明公开了隔圈不平行度对主轴热结构耦合影响规律测试平台及方法,所述外壳体内部安装主轴,所述主轴通过前支撑件和后支撑件实现所述主轴在所述外壳体内部的固定,所述主轴相对于所述外壳体伸出段设置有前位移传感器组和后位移传感器组,所述前支撑件和后支撑件的表面设置有前温度传感器和后温度传感器。本发明的优点是真实模拟了高速主轴工作的状态，使具有平行度误差的隔圈对主轴热变形的变化、主轴系统温升和轴承生热量数据可以真实的反应出来，测试方法模拟了定转速和变转速条件下，隔圈不平行度误差对主轴变形、主轴系统温升和轴承温度变化的影响，进而对于轴承刚度变化的分析起到了重要的理论支撑作用。

技术领域

本发明涉及机械领域，具体的，涉及隔圈不平行度对主轴热结构耦合影响规律测试平台及方法

背景技术

高速主轴包括转子、电动机、轴承和隔圈等旋转部件，其中轴承是高速旋转主轴的关键部件，其性能直接影响到机床主轴的回转精度、使用寿命和可靠性。轴承服役性能除受自身制造精度、预紧力、润滑状态等因素的影响外，还与周围部件的配合接触状态有关，受到业内和研究者的关注。隔圈起着直接轴向固定轴承的作用，是其周围重要部件之一，其制造误差将直接导致轴承工作状态不良。隔圈端面平行度不良会产生非均匀的预紧力，引起轴承倾斜运转，从而对轴承的运行性能、接触载荷及其生热量产生一定影响。目前，隔圈端面几何精度对轴承性能影响的研究相对缺乏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供隔圈不平行度对主轴热结构耦合影响规律测试平台，优点是真实模拟了高速主轴工作的状态，使得具有平行度误差的隔圈对主轴热变形的变化、主轴系统温升和轴承生热量数据可以真实的反应出来，同时本发明提出的测试平台结构简单，测试原理清晰，极具推广价值，目的之二提供了基于该测试平台的测试方法，模拟了定转速和变转速条件下，隔圈不平行度误差对主轴热变形、主轴系统温升和轴承温度变化的影响，进而对于轴承刚度及其生热量的分析起到了重要的理论支撑作用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

隔圈不平行度对主轴热结构耦合影响规律测试平台,包括外壳体,所述外壳体内部安装主轴,所述主轴通过前支撑件和后支撑件实现所述主轴在所述外壳体内部的固定,所述主轴相对于所述外壳体的伸出段设置有前位移传感器组和后位移传感器组,所述前支撑件和后支撑件的表面设置有前温度传感器和后温度传感器。

进一步，所述主轴中部外侧壁与所述外壳体内侧壁之间安装有转动装置。

进一步，所述转动装置包括依次连接的转子和定子。

进一步，所述前支撑件为前轴承，所述后支撑件为后轴承。

进一步，所述前轴承和后轴承均安装具有平行度误差的隔圈。

进一步，所述前位移传感器组包括前位移传感器I、前位移传感器Ⅱ和前位移传感器Ⅲ，所述后位移传感器组包括后位移传感器I、后位移传感器Ⅱ和后位移传感器Ⅲ，所述前位移传感器I、前位移传感器Ⅱ和前位移传感器Ⅲ的轴线方向相互垂直，所述后位移传感器I、后位移传感器Ⅱ和后位移传感器Ⅲ的轴线方向相互垂直。

进一步，所述主轴的两端均安装平衡块。

进一步，：所述前轴承的一端设置弹性元件，所述后轴承的一端设置限位环，另一端设置套筒。

进一步，所述套筒远离所述限位环的一端安装有锁紧螺母。

一种如上文所述测试平台的测试方法，所述测试方法具体为:

设置固定的转速值,将多个具有不同平行度误差的隔圈分别安装于支撑主轴的轴承上，测量主轴不同时刻的轴向和径向的位移以及对应时刻的轴承的温度；设置变化转速,将多个具有不同平行度误差的隔圈分别安装于支撑主轴的轴承上,测量主轴不同时刻的轴向和径向的位移以及对应时刻的轴承的温度。

本发明的有益效果是：