优化机床主轴的轴承预紧力实验研究

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1、优化机床主轴的轴承预紧力实验研究摘要实验研究目的的可行性及影响由调整轴向轴承温度上升、振动水平的预载力和径向载荷在主轴轴承试验台决定。试验台的轴由高速主轴的机械化在范围0~20000rpm0通过使用液压压力，可以自动调整、控制轴向预加载荷和轴承的径向载荷。对热电偶和保利便携式激光测振仪PDV100的温升和试验轴承的径向振动扩展的进行试验测定。实验结果表明，轴承的温升随径向荷载的增加增加的，是非线性的，但温升与轴向预紧力和旋转速度的增加是一致的，几乎呈线性增加。在本文中，备用的轴向预紧力用于轴承。当旋转的速度超过轴的临界转速时，轴

2、承轴向预紧力将有着显著的变化。低的预紧力可降低轴承振动和轴承温度上升。在其他的速度范围变化是，高的预紧力可以提高高速主轴的振动特性和轴承温度低于所定压预紧主轴。1.导言为了实现超精密加工的速度和效率，必须在系列中一个单一的机床主轴中使用低速和光的高速两重切削、切割。现代刀具主轴需要高速旋转性能以及广泛的采用旋转特性。然而，由于主轴增加的速度，主轴振动和热增长成为要考虑的关键因素。不考虑主轴系统中的偏差损失，由于受速度、预紧力和润滑剂的摩擦，轴承滚道和球主要产生的是热量。主轴系统的所有温度都会提高，接近线性增加并转速和预紧力都增大

3、。滚动轴承表示一般的内部游隙。预紧力调整可以改善摩擦、刚度和旋转精度的轴承的内部游隙。相比其他不准确的读数，使用传统的热耦合器，直接的位移测量系统可以准确地监测和补偿热生长与机动的高速锭子之间的关系。同时，一些研究者考察了预紧力对主轴系统性能的影响，发现预紧力可以提高主轴的刚度和固有频率。内膜的轴向预紧力在轴承的应用对降低磨削机床主轴系统的振动水平有重要重要。用有某些预紧力的价值，以确保测试主轴有较低的振动水平和较高的轴承的使用寿命。当转速传递轴在临界转速时，将改变主轴系统的旋转性能。本文主要研究了预紧力、径向振动和温度上升的轴

4、承实验之间的关系。备用的轴向预紧力用于轴承。转子的临界转速、低的预紧力可降低系统的振动在轴承上应用。其他速度，高的预紧力可提高主轴系统的刚度。与此同时，径向振动和转子的安全极限温度被认为作为约束条件来确认预紧力。结果表明，该方法在主轴轴承试验台保持主轴的加工精度具有良好的性能。1.实验装置1)主轴轴承试验台为验证提出的方法为备用轴向预紧力，本文开发了主轴轴承实验装置，如图1所示。主轴轴承的轴由机械化的高速主轴在范围0~20000rpm。轴的由两个成对的角接触球轴承支撑，由液压分庭预加载。在轴向方向有液压压力诱导位移，然后推后轴承

5、，外圈和通过轴承的内圈最终位移转移到后方。因此，液压压力引起的位移转换成轴向力，轴承预紧力的增大，每个轴承预紧力等于一个半液压的压力。在这项研究轴承是油气润滑。房屋周围电源区机动的高速主轴是由强制冷却水回路散发热量产生的冷却。图1主轴轴承试验台预紧力的工作原理被图示如下，由变频器控制电动的高速主轴转速。然后，液压系统的比例由轴向预紧力和径向负荷调整。对速度、载荷、电流、振动温度的数据，会自动发送到控制中心。如图2所示,轴承上升的温度是用热电偶测量的。测试轴的振动检测由便携式激光骑计PDV100测量。AxialloaderRadi

6、alloaderCoolingsystemFrontbearingLubricationsystemDrivingmotor(MotorizedSpindle)CoolingsystemTcmpcraturesensorsLoadibearinRearbearingDataAcquisitionUnitPCControlcentre[JPDVIOOsenorLubricationsystem图2主轴轴承试验台的原理图表1给出了含B7007C的试验参数和表2给出了电动的高速主轴在本研究中使用的参数。表1轴承B7007C的试验参数轴

7、承前/后轴承型号B7007C/p4材料钢内径35mm外部直径62mm宽度14mm球次数17接触角度15轴向预紧力（最大）600N表2电主轴的参数参数值类型150MD36Y11转速0-36000(rpm)功率11(KW)当前30(A)电压350(V)频率600(HZ)2）实验装置图2显示了主轴轴承实验装置示意图。在本研究中使用的测试轴油和气润滑系统的油气是综合混合器发生器。混频器的插座连接到终点站前轴承和后轮轴承两个分别独立的润滑通道。冷却系统保留的驱动电机温度较低。整个实验装置安装在温度-湿度控制的环境中。1.试验程序1）温度上

8、升测量两个温度传感器用于测量前轮和后轮轴承的温度，如图2所示的位置。分析轴承的温度上升，温度传感器位于轴承外圈旁边。控制中心记录每十秒对轴承温度更新进行。用体温计测量房间温度，通过消除房间温度变化来补偿测得的上升的温度。若要精确地获得主轴上升的最高温度必须同时测