基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，待测滚动轴承安装于其上测试径向动刚度，包括连接在一起的电机组件和主轴，待测滚动轴承设置于主轴中部，且待测滚动轴承固定在轴承座a上，轴承座a连接有预紧力加载机构和动载荷加载机构，预紧力加载机构由波纹管施加预载，动载荷加载机构由压电晶体促动器施加动载荷，主轴采用两端支撑的方式，两端均设置有支撑轴承，支撑轴承位于轴承座b上，轴承座b、预紧力加载机构和动载荷加载机构均固定于机架上。可有效测试滚动轴承径向动刚度，提高了对滚动轴承动态性能的可靠预测。

Radial dynamic stiffness testing device of rolling bearing based on piezoelectric actuator

【技术实现步骤摘要】
基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置
本专利技术属于滚动轴承动态特性测试设备
，涉及基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置。
技术介绍
随着制造技术的发展，机床日益朝着高可靠性、高耐久性、高效性、低耗油率、低成本等方向发展，作为机床关键零件的主轴轴承，它们的运行状态对整个机械设备的性能具有直接影响。因此对滚动轴承性能提出了更高的要求，尤其是轴承刚度，高的轴承刚度能够提高主轴的回转精度，减小外界动载荷对加工精度的影响。虽然机床在精度、效率、多轴联动和复合加工等先进功能方面取得了明显进展，但其在运转过程中精度会逐渐降低，并且发生故障的频率提高、周期变短、可靠性也随之降低，也就是机床的动态性能不够稳定。由此可见机床动态性能的可靠性已成为制约行业发展的关键共性技术，引起了业界的高度关注。机床主轴轴承内部各元件的运动及所受载荷比较复杂，使轴承的运转状态发生变化，影响到轴承的变形与载荷关系特性，从而影响到轴承的动力学性能。因此，滚动轴承的动态性能问题已经日益凸显，开展对机床主轴轴承的动力学分析和实验研究工作显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，提高了测试滚动轴承径向动刚度准确度。本专利技术所采用的技术方案是，基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，待测滚动轴承安装于其上测试径向动刚度，包括连接在一起的电机组件和主轴，待测滚动轴承设置于主轴中部，且待测滚动轴承固定在轴承座a上，轴承座a连接有预紧力加载机构和动载荷加载机构，主轴两端均设置有支撑轴承，支撑轴承位于轴承座b上，轴承座b、预紧力加载机构和动载荷加载机构均固定于机架上。本专利技术的特点还在于，电机组件的电机轴和主轴通过联轴器连接，电机组件的电机轴和主轴分别与联轴器两端键连接。待测滚动轴承通过弹性挡圈a定位并固定在轴承座a上。支撑轴承通过弹性挡圈b定位并固定在轴承座b上。预紧力加载机构轴线方向沿竖直方向设置，动载荷加载机构共设置有两组，两组动载荷加载机构分别设置在预紧力加载机构两侧且其轴线过主轴轴心方向与竖直方向呈45°。预紧力加载机构包括沿其轴线方向由下至上依次设置的调节螺杆a、微型推力轴承a、波纹管、圆球a、球连接块a、碟簧a、弹簧槽壳体a和力传感器a，调节螺杆a底端固定在机架上，调节螺杆a上端开槽且微型推力轴承a位于该槽内，微型推力轴承a与波纹管下端通过波纹管下连接块连接，波纹管上端设置有波纹管上连接块，圆球a设置于波纹管上连接块中央且圆球a上端与作用于球连接块a上，球连接块a的底面与圆球a上端形状相适应，球连接块a与碟簧a底端连接，且球连接块a与碟簧a均罩于弹簧槽壳体a，且碟簧a顶端固定于弹簧槽壳体a顶部，弹簧槽壳体a顶端通过螺纹与力传感器a连接，力传感器a上端通过螺纹与轴承座a连接。波纹管上连接块和波纹管下连接块均通过螺栓螺母与波纹管固定连接。动载荷加载机构包括沿其轴线方向由下至上依次设置的调节螺杆b、微型推力轴承b、压电晶体促动器、圆球b、球连接块b、碟簧b、弹簧槽壳体b和力传感器b，调节螺杆b的轴线方向过主轴轴心方向与与竖直方向呈45°，调节螺杆b底端固定于设置在机架上的支撑块，调节螺杆b上端开槽且微型推力轴承b位于该槽内，微型推力轴承b与压电晶体促动器下端之间设置有压电晶体促动器下连接块，压电晶体促动器上端设置有压电晶体促动器上连接块，圆球b设置于压电晶体促动器上连接块中央且圆球b上端与作用于球连接块b上，球连接块b的底面与圆球b上端形状相适应，球连接块b与碟簧b底端连接，且球连接块b与碟簧b均罩于弹簧槽壳体b，且碟簧b顶端固定于弹簧槽壳体b顶部，弹簧槽壳体b顶端通过螺纹与力传感器b连接，力传感器b上端通过螺纹与轴承座b连接。压电晶体促动器上连接块通过螺纹与压电晶体促动器固定连接。微型推力轴承b、压电晶体促动器下连接块和压电晶体促动器通过内六角螺钉依次串接。本专利技术的有益效果是：本专利技术基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，采用两端支撑、中间测试的结构，待测滚动轴承受到竖直方向的预紧力和两侧均过被测滚动轴承轴心且与竖直方向呈45°的动载荷共同作用，符合实际工况，得到待测滚动轴承的径向动刚度测试数据准确有效；采用波纹管进行预紧力加载，其质轻壁薄、刚性强且径向均布载荷，充分模拟载荷环境；采用压电晶体促动器加载使加载力大小控制更加精确，操作简单方便，可模拟连续载荷变化；整体装置可有效测试滚动轴承径向动刚度，提高了对滚动轴承动态性能的可靠预测。附图说明图1是本专利技术基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置的结构示意图；图2是图1的主视局部剖视图；图3是图1的右视全剖视图；图4是本专利技术基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置的预紧力加载机构结构示意图；图5是本专利技术基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置的载荷加载机构的结构示意图。图中，1.待测滚动轴承，2.电机组件，3.主轴，4.轴承座a，5.支撑轴承，6.轴承座b，7.机架，8.联轴器，9.弹性挡圈a，10.弹性挡圈b，11.调节螺杆a，12.微型推力轴承a，13.波纹管，14.圆球a，15.球连接块a，16.碟簧a，17.弹簧槽壳体a，18.力传感器a，19.波纹管上连接块，20.波纹管下连接块，21.调节螺杆b，22.微型推力轴承b，23.压电晶体促动器，24.圆球b，25.球连接块b，26.碟簧b，27.弹簧槽壳体b，28.力传感器b，29.支撑块，30.压电晶体促动器下连接块，31.压电晶体促动器上连接块，32.内六角螺钉。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，待测滚动轴承1安装于其上测试径向动刚度，如图1-3所示，包括连接在一起的电机组件2和主轴3，所述电机组件2的电机轴和主轴3通过联轴器8连接，所述电机组件2的电机轴和主轴3分别与联轴器8两端键连接，待测滚动轴承1设置于主轴3中部，且待测滚动轴承1通过弹性挡圈a9定位并固定在轴承座a4上，轴承座a4连接有预紧力加载机构和动载荷加载机构，所述主轴3两端均设置有支撑轴承5，所述支撑轴承5通过弹性挡圈b10定位并固定在轴承座b6上，轴承座b6、预紧力加载机构和动载荷加载机构均固定于机架7上，所述预紧力加载机构轴线方向沿竖直方向设置，所述动载荷加载机构共设置有两组，两组所述动载荷加载机构分别设置在预紧力加载机构两侧且其轴线过主轴3轴心方向与竖直方向呈45°。如图4所示，所述预紧力加载机构包括沿其轴线方向由下至上依次设置的调节螺杆a11、微型推力轴承a12、波纹管13、圆球a14、球连接块a15、碟簧a16、弹簧槽壳体a17和力传感器a18，所述调节螺杆a11底端固定在机架7上，所述调节螺杆a11上端开槽且微型推力轴承a12位于该槽内，微型推力轴承a12与波纹管13下端通过波纹管下连接块20连接，波纹管下连接块20均通过螺栓螺母本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，待测滚动轴承(1)安装于其上测试径向动刚度，其特征在于，包括连接在一起的电机组件(2)和主轴(3)，待测滚动轴承(1)设置于主轴(3)中部，且待测滚动轴承(1)固定在轴承座a(4)上，轴承座a(4)连接有预紧力加载机构和动载荷加载机构，所述主轴(3)两端均设置有支撑轴承(5)，所述支撑轴承(5)位于轴承座b(6)上，轴承座b(6)、预紧力加载机构和动载荷加载机构均固定于机架(7)上。/n

【技术特征摘要】
1.基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，待测滚动轴承(1)安装于其上测试径向动刚度，其特征在于，包括连接在一起的电机组件(2)和主轴(3)，待测滚动轴承(1)设置于主轴(3)中部，且待测滚动轴承(1)固定在轴承座a(4)上，轴承座a(4)连接有预紧力加载机构和动载荷加载机构，所述主轴(3)两端均设置有支撑轴承(5)，所述支撑轴承(5)位于轴承座b(6)上，轴承座b(6)、预紧力加载机构和动载荷加载机构均固定于机架(7)上。


2.根据权利要求1所述的基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，其特征在于，所述电机组件(2)的电机轴和主轴(3)通过联轴器(8)连接，所述电机组件(2)的电机轴和主轴(3)分别与联轴器(8)两端键连接。


3.根据权利要求1所述的基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，其特征在于，所述待测滚动轴承(1)通过弹性挡圈a(9)定位并固定在轴承座a(4)上。


4.根据权利要求1所述的基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，其特征在于，所述支撑轴承(5)通过弹性挡圈b(10)定位并固定在轴承座b(6)上。


5.根据权利要求1所述的基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，其特征在于，所述预紧力加载机构轴线方向沿竖直方向设置，所述动载荷加载机构共设置有两组，两组所述动载荷加载机构分别设置在预紧力加载机构两侧且其轴线过主轴(3)轴心方向与竖直方向呈45°。


6.根据权利要求1所述的基于压电作动器的滚动轴承径向动刚度测试装置，其特征在于，所述预紧力加载机构包括沿其轴线方向由下至上依次设置的调节螺杆a(11)、微型推力轴承a(12)、波纹管(13)、圆球a(14)、球连接块a(15)、碟簧a(16)、弹簧槽壳体a(17)和力传感器a(18)，所述调节螺杆a(11)底端固定在机架(7)上，所述调节螺杆a(11)上端开槽且微型推力轴承a(12)位于该槽内，微型推力轴承a(12)与波纹管(13)下端通过波纹管下连接块(20)连接，所述波纹管(13)上端设置有波纹管上连接块(19)，所述圆球a(14)设置于波纹管上连接块(20)中央且圆球a(14)上端与作用于球连接块a(15)上，所述球连接块a(15)的底面与圆球a(14)上端形状相适应，所述球连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈润霖，韩沁，崔亚辉，王建磊，张延超，李龙龙，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61