一种高速角接触球轴承温升检测试验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速角接触球轴承温升检测试验装置和方法。装置包括一底座，底座上安装主轴安装架和电主轴，电主轴通过联轴器与测试主轴相连，测试主轴的前端设置径向加载深沟球轴承，径向加载深沟球轴承的外圈与径向加载弹簧相连，径向加载弹簧的下端设置用于调节径向载荷的径向螺栓，主轴安装架的左右两侧分别设置2组角接触球轴承组件，角接触球轴承组件的外侧设置轴向加载组件。通过本发明专利技术来监测高速角接触球轴承的温升变化，准确掌握高速主轴工作过程的热变形及精度衰退规律，从而提升高速主轴的可靠性与精度保持性。

Temperature rise detection test device and method for high speed angular contact ball bearing

The invention discloses a high temperature angular contact ball bearing temperature rise detection test device and method. The device comprises a base, a mounting frame of the main shaft on the base and an electric spindle. The electric spindle is connected with the test spindle through a coupling. The front end of the test spindle is provided with a radially loaded deep groove ball bearing, the outer ring of the radially loaded deep groove ball bearing is connected with a radially loaded spring, and the lower end of the radially loaded spring is provided for adjusting the radial load. Two groups of angular contact ball bearing assemblies are arranged on the left and right sides of the main shaft mounting frame, and axial loading assemblies are arranged on the outer side of the angular contact ball bearing assemblies. The invention monitors the temperature rise change of high-speed angular contact ball bearings, accurately grasps the thermal deformation and precision decline law in the working process of high-speed spindle, thereby improving the reliability and accuracy maintenance of high-speed spindle.

【技术实现步骤摘要】
一种高速角接触球轴承温升检测试验装置和方法
本专利技术属于高速加工
，特别涉及了一种高速角接触球轴承温升检测试验装置和方法。
技术介绍
以高切削速度、高进给速度、高加工精度为主要特征的高速加工是当代先进制造技术之一。要发展和应用高速加工技术，性能优良的高速主轴是基础。随着对加工精度和加工速度要求的不断提高，对高速主轴可靠性与精度保持性要求越来越高，高速主轴的热动态特性与调控研究已引起了国内外学者的高度重视，成为当前的研究热点之一。角接触球轴承由于其能同时承受径向和轴向力、高转速、低摩擦、高精度等特性广泛用作高速主轴单元的支承组件。而轴承发热是主轴的主要热源，直接导致主轴热变形，从而改变轴承的配合状况，引起接触区接触力和接触刚度变化，主轴工作精度改变，进而影响高速主轴的精度保持性和寿命，严重的甚至损坏电主轴。因此，迫切需要建立一套高速角接触球轴承用温升检测试验装置来监测高速角接触球轴承的温升变化，以便于准确掌握高速主轴工作过程的热变形及精度衰退规律，从而寻求高速主轴寿命预测及延缓高速主轴精度衰退的方法。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术旨在提供一种高速角接触球轴承温升检测试验装置和方法，有利于准确掌握高速主轴工作过程的热变形及精度衰退规律。为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：一种高速角接触球轴承温升检测试验装置，包括一底座，底座上安装主轴安装架和电主轴，电主轴通过联轴器与测试主轴相连，测试主轴的前端设置径向加载深沟球轴承，径向加载深沟球轴承的外圈与径向加载弹簧相连，径向加载弹簧的下端设置用于调节径向载荷的径向螺栓，主轴安装架的左右两侧分别设置2组角接触球轴承组件，角接触球轴承组件包括轴承安装环、角接触球轴承、轴向定位环和油气环，轴向定位环用于调节角接触球轴承组件的轴向位置，角接触球轴承和油气环安装在轴承安装环的内表面，轴承安装环上开有油气孔和温度检测孔，油气孔内设有用于检测角接触球轴承腔内温度的热电偶，温度检测孔内设有用于检测角接触球轴承外圈温度的热电偶，油气环的油气孔与轴承安装环的油气孔相连通，角接触球轴承组件的外侧设置轴向加载组件，轴向加载组件的外侧设有调节端盖，轴向加载组件包括轴向加载安装环、阶梯安装环和轴向加载弹簧，阶梯安装环安装在轴向加载安装环的内表面，轴向加载弹簧安装在阶梯安装环的阶梯内，轴向加载弹簧的一端与调节端盖相连，轴向加载弹簧的另一端与角接触球轴承的外圈相连。基于上述技术方案的优选方案，所述电主轴的一端设置刀柄轴，该刀柄轴通过联轴器与测试主轴相连。基于上述技术方案的优选方案，所述调节端盖上设置长螺栓，通过调节长螺栓来调节调节端盖的轴向位置。基于上述技术方案的优选方案，所述调节端盖的外侧设置锁紧螺母，用于固定调节端盖的轴向位置。基于上述技术方案的优选方案，所述径向加载深沟球轴承的前端设置锁紧螺母，用于固定径向加载深沟球轴承的轴向位置。基于上述高速角接触球轴承温升检测试验装置的试验方法，工业PC机发出测试指令，变频器驱动电主轴旋转，同时油气润滑装置通过轴承安装环上的油气孔向角接触球轴承供给油气，实现对角接触球轴承的冷却和润滑，通过调节径向螺栓来调节径向加载弹簧的压缩量，从而实现径向载荷加载，通过调节调节端盖的轴向位置来调整轴向加载弹簧的压缩量，进而调整角接触球轴承外圈与其内圈的相对位置，从而实现轴向载荷的加载，通过热电偶读取角接触球轴承外圈和腔内的温度。进一步地，通过调节径向螺栓使径向加载弹簧与径向加载深沟球轴承脱开，实现无径向负载的试验。采用上述技术方案带来的有益效果：本专利技术采用电主轴驱动，借助变频器可轻易实现主轴速度的调节，试验装置结构简单、易实现、适应性强，同时亦可与其它装置(如激振器)配合使用，完成高速角接触球轴承的其它一些动态特性的测试试验。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的侧视图。标号说明：1、电主轴；2、联轴器；3、测试主轴；4、主轴安装架；5、调节端盖I；6、轴向加载弹簧；7、轴向加载组件；8、角接触球轴承组件；9、油气环；10、角接触球轴承；11、底座；12、锁紧螺母I；13、刀柄轴；14、径向螺栓；15、径向加载弹簧；16、径向加载深沟球轴承；17、锁紧螺母Ⅱ；18、锁紧螺母Ⅲ；19、长螺栓I；20、长螺栓Ⅱ；21、轴向定位环I；22、轴向加载安装环；23、阶梯安装环；24、轴向定位环Ⅱ；25、轴承安装环；26、调节端盖Ⅱ；27、热电偶I；28、热电偶Ⅱ。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。一种高速角接触球轴承温升检测试验装置，如图1、图2所示，包括一底座11，底座11上安装主轴安装架4和电主轴1，电主轴1的一端设置刀柄轴13，该刀柄轴13通过联轴器2与测试主轴3相连。测试主轴3的前端设置径向加载深沟球轴承16，径向加载深沟球轴承16的外圈与径向加载弹簧15相连，径向加载弹簧15的下端设置用于调节径向载荷的径向螺栓14。径向加载深沟球轴承16的前端设置锁紧螺母18，用于固定径向加载深沟球轴承16的轴向位置。主轴安装架4的左右两侧分别设置2组角接触球轴承组件8，角接触球轴承组件8包括轴承安装环25、角接触球轴承10、轴向定位环21、24和油气环9，轴向定位环用于调节角接触球轴承组件的轴向位置，角接触球轴承和油气环安装在轴承安装环的内表面，轴承安装环上开有油气孔和温度检测孔，油气孔内设有用于检测角接触球轴承腔内温度的热电偶Ⅱ28，温度检测孔内设有用于检测角接触球轴承外圈温度的热电偶I27，油气环的油气孔与轴承安装环的油气孔相连通。角接触球轴承组件8的外侧设置轴向加载组件7，轴向加载组件7的外侧设有调节端盖5、26，轴向加载组件7包括轴向加载安装环22、阶梯安装环23和轴向加载弹簧6，阶梯安装环安装在轴向加载安装环的内表面，轴向加载弹簧安装在阶梯安装环的阶梯内，轴向加载弹簧的一端与调节端盖相连，轴向加载弹簧的另一端与角接触球轴承的外圈相连。调节端盖5、26上设置长螺栓19、20，通过调节长螺栓来调节调节端盖的轴向位置。调节端盖5、26的外侧设置锁紧螺母12、17，用于固定调节端盖的轴向位置。当高速角接触球轴承温升检测试验装置工作时，工业PC机发出测试指令，变频器驱动电主轴旋转，同时油气润滑装置通过轴承安装环上的油气孔向角接触球轴承供给油气，实现对角接触球轴承的冷却和润滑，通过调节径向螺栓来调节径向加载弹簧的压缩量，从而实现径向载荷加载，通过调节调节端盖的轴向位置来调整轴向加载弹簧的压缩量，进而调整角接触球轴承外圈与其内圈的相对位置，从而实现轴向载荷的加载，通过热电偶读取角接触球轴承外圈和腔内的温度。此外，通过调节径向螺栓使径向加载弹簧与径向加载深沟球轴承脱开，实现无径向负载的试验。实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速角接触球轴承温升检测试验装置，其特征在于：包括一底座，底座上安装主轴安装架和电主轴，电主轴通过联轴器与测试主轴相连，测试主轴的前端设置径向加载深沟球轴承，径向加载深沟球轴承的外圈与径向加载弹簧相连，径向加载弹簧的下端设置用于调节径向载荷的径向螺栓，主轴安装架的左右两侧分别设置2组角接触球轴承组件，角接触球轴承组件包括轴承安装环、角接触球轴承、轴向定位环和油气环，轴向定位环用于调节角接触球轴承组件的轴向位置，角接触球轴承和油气环安装在轴承安装环的内表面，轴承安装环上开有油气孔和温度检测孔，油气孔内设有用于检测角接触球轴承腔内温度的热电偶，温度检测孔内设有用于检测角接触球轴承外圈温度的热电偶，油气环的油气孔与轴承安装环的油气孔相连通，角接触球轴承组件的外侧设置轴向加载组件，轴向加载组件的外侧设有调节端盖，轴向加载组件包括轴向加载安装环、阶梯安装环和轴向加载弹簧，阶梯安装环安装在轴向加载安装环的内表面，轴向加载弹簧安装在阶梯安装环的阶梯内，轴向加载弹簧的一端与调节端盖相连，轴向加载弹簧的另一端与角接触球轴承的外圈相连。

【技术特征摘要】
1.一种高速角接触球轴承温升检测试验装置，其特征在于：包括一底座，底座上安装主轴安装架和电主轴，电主轴通过联轴器与测试主轴相连，测试主轴的前端设置径向加载深沟球轴承，径向加载深沟球轴承的外圈与径向加载弹簧相连，径向加载弹簧的下端设置用于调节径向载荷的径向螺栓，主轴安装架的左右两侧分别设置2组角接触球轴承组件，角接触球轴承组件包括轴承安装环、角接触球轴承、轴向定位环和油气环，轴向定位环用于调节角接触球轴承组件的轴向位置，角接触球轴承和油气环安装在轴承安装环的内表面，轴承安装环上开有油气孔和温度检测孔，油气孔内设有用于检测角接触球轴承腔内温度的热电偶，温度检测孔内设有用于检测角接触球轴承外圈温度的热电偶，油气环的油气孔与轴承安装环的油气孔相连通，角接触球轴承组件的外侧设置轴向加载组件，轴向加载组件的外侧设有调节端盖，轴向加载组件包括轴向加载安装环、阶梯安装环和轴向加载弹簧，阶梯安装环安装在轴向加载安装环的内表面，轴向加载弹簧安装在阶梯安装环的阶梯内，轴向加载弹簧的一端与调节端盖相连，轴向加载弹簧的另一端与角接触球轴承的外圈相连。2.根据权利要求1所述高速角接触球轴承温升检测试验装置，其特征在于：所述电主轴的一端设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蔚芳，罗勇，孙朋，陈奇伟，商苏成，沈雨苏，汤晓波，曹新航，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32