高速电主轴径向跳动及静刚度测试方法

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1、第２７卷第２期重庆理工大学学报（自然科学）２０１３年２月Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．２ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｆｅｂ．２０１３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１３．０２．０１２高速电主轴径向跳动及静刚度测试方法杨钢（重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆４０００７４）摘要：用非接触式方法测试高速电主轴的径向跳动。介绍了非接触式测

2、试方法，并与接触式测试方法的数据进行了对比。结果表明，非接触式的测试精度高于接触式。研究了用最小二乘法理论标定力传感器，以此测试高速电主轴的径向刚度和轴向刚度的方法。测试结果表明，测试精度得到了较大提高。关键词：高速电主轴；径向跳动；静刚度中图分类号：ＴＨ１３３．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－８４２５（２０１３）０２－００６２－０７ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＨｉｇｈｓｐｅｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｐｉｎｄｌｅＲａｄｉｕｓＲｕｎｏｕｔａｎｄＳｔａｔｉｃＳｔｉｆｆｎｅｓｓＹＡＮＧＧａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｔｒｏｎｉ

3、ｃｓ＆ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｕｓｅｄｎｏｎｃｏｎｔａｃｔｍｅｔｈｏｄｔｏｔｅｓｔｈｉｇｈｓｐｅｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｓｐｉｎｄｌｅｒｕｎｏｕｔ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｄａｔａｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｏｎｃｏｎｔａｃｔｔｅｓｔｉｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｔｈａｎｃｏ

4、ｎｔａｃｔｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙａｌｓｏｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇｆｏｒｃｅｓｅｎｓｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｅｓｔｅｄｈｉｇｈｓｐｅｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｓｐｉｎｄｌｅｒａｄｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｈａｓｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

5、：ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｐｉｎｄｌｅ；ｒａｄｉａｌｒｕｎｏｕｔ；ｓｔａｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓ高速电主轴是实现机床高速化的重要部件，通过对电主轴进行各项测试研究，能掌握该它的性能在一定程度上决定了加工机床的整体发主轴的各种性能参数，这些参数在用户的使用过展水平。因此，高速加工机床对高速电主轴的技程中将起到极大的作用，使用户在生产实践中能术指标有着苛刻要求，使其不同于传统的主轴系根据不同的生产情况更好地让设备到达最佳状统，其安全性和可靠性等动态性能也成为结构设态，从而给使用单位带来直接的、可观的、显著的［１－

6、２］［３］计和机床运行中考虑的首要问题。经济效益。收稿日期：２０１２－０９－２０作者简介：杨钢（１９７５—），男，重庆人，硕士，实验师，主要从事机械设计与制造、工程测试等方面的研究。杨钢：高速电主轴径向跳动及静刚度测试方法６３主轴系统是机床的重要部件，它包括主轴、轴电主轴的回转精度检测包括径向跳动、端面承及支承主轴和轴承的主轴箱体等。对高速精密跳动、周期性轴向窜动的测试。本文由于篇幅的数控机床来说，其加工精度很大程度上取决于主限制，只介绍

7、径向跳动的测试方法。轴系统的精度，它受主轴系统的几何精度、静态和径向跳动是指通过轴线上规定点并垂直于轴［４－５］［７］动态刚度及热性能的影响。线的平面内零件的圆的形状误差。本文主要研究用非接触式（电涡流传感器）方式进行测试的方１测试静刚度力传感器的标定方法法，并与接触式测试方法进行对比。２．１电主轴径向跳动测试前的准备已有学者对机床主轴的静刚度测试方法进行１）将主轴固定在专用实验台上，并安装调试了研究，如采用弧形三向加载刚度仪和螺旋增力妥当，如图１所示。［６］机构等方法，但均存在定位难、精度不高等２）测试前应使主轴充分润滑，以保

8、证在测试问题。期间润滑油膜不会发生变化。如用最小二乘法对力传感器进行标定后再进３）使主轴达到正常的运转温度。行测试，将大大提高测试精度。对在测试过程中４）对计量器具的要求和检验方法应参照的一组数据（ｘｉ，ｙｉ），用ｙ＝Ａｘ＋Ｂ来表示ｘｉ和ｙｉＧＢ／Ｔ１７４２１．