馬 可，查榮明

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱哈軸精密滾子制造有限公司,黑龍江 哈爾濱150036）

精密機(jī)床主軸軸承振動(dòng)的測(cè)量

馬 可1，查榮明2

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱哈軸精密滾子制造有限公司,黑龍江 哈爾濱150036）

著重介紹了在BVT-6儀器上測(cè)量精密機(jī)床主軸軸承振動(dòng)的方法。通過對(duì)測(cè)量心軸結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，保證了精密機(jī)床主軸軸承振動(dòng)的測(cè)量，為該軸承的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了可靠依據(jù)。

精密機(jī)床主軸軸承；振動(dòng)；測(cè)量心軸；質(zhì)量評(píng)價(jià)

1 前言

滾動(dòng)軸承的振動(dòng)是一種復(fù)雜的物理現(xiàn)象，它不僅與軸承零件的形位偏差、滾動(dòng)表面形態(tài)特征及其結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還因工作條件的不同而變化。隨著人們對(duì)周圍環(huán)境要求的不斷提高，對(duì)軸承振動(dòng)和噪聲的要求也越來越高。精密機(jī)床主軸軸承對(duì)加工精度要求很高，以往此類軸承的成品檢測(cè)中，只對(duì)成品的旋轉(zhuǎn)精度有要求，不對(duì)軸承的振動(dòng)值提出特殊要求。通過在BVT-6儀器上對(duì)測(cè)量心軸進(jìn)行改造，可實(shí)現(xiàn)對(duì)該類軸承振動(dòng)的測(cè)量。

2 一般球軸承振動(dòng)的測(cè)量方法

早期人們只能通過手感來鑒別軸承的振動(dòng)噪聲水平，這種方法只能定性地判別軸承振動(dòng)噪聲性能的好壞，而不能定量地掌握振動(dòng)噪聲的確切數(shù)值。由于軸承的噪聲與振動(dòng)存在密切關(guān)系，軸承行業(yè)上一般都是通過控制軸承的振動(dòng)值達(dá)到控制噪聲的目的。

一般球軸承振動(dòng)的測(cè)量方法，如圖 1 所示。被測(cè)軸承套在測(cè)量心軸上，通過軸向加載裝置向外圈端面施加一定的軸向力，傳感器與被測(cè)軸承外圈端面寬度中部位置接觸，由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，使測(cè)量心軸驅(qū)動(dòng)內(nèi)圈以某一恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，由于有軸向力的作用，被測(cè)軸承不會(huì)從心軸上掉下來，通過傳感器測(cè)頭即可測(cè)出球軸承的振動(dòng)值。

圖1 一般球軸承振動(dòng)的測(cè)量方法

3 精密機(jī)床主軸軸承振動(dòng)的測(cè)量方法

某些精密機(jī)床主軸軸承為雙列短圓柱滾子軸承，且內(nèi)徑帶錐度，其結(jié)構(gòu)形式如圖 2 所示。

圖2 精密機(jī)床主軸軸承的結(jié)構(gòu)形式

由于測(cè)量此類軸承振動(dòng)時(shí)需加徑向載荷，該軸承的內(nèi)徑又帶錐度，如果按常規(guī)測(cè)量，在驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，被測(cè)軸承就會(huì)從心軸上掉下來，無法實(shí)現(xiàn)在BVT-6儀器上直接測(cè)量此類軸承的振動(dòng)。為使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)測(cè)值穩(wěn)定，要先對(duì)測(cè)量心軸進(jìn)行改造，如圖 3 所示。測(cè)量時(shí)，把改造后的測(cè)量心軸2插入主軸1的錐面內(nèi)，改造后的測(cè)量心軸中間位置被加工了一螺紋結(jié)構(gòu)，先將緊固螺釘3擰入螺紋中，被測(cè)軸承套在測(cè)量心軸上，再將壓板4插在緊固螺釘?shù)膶?dǎo)向面上，使壓板端面與被測(cè)軸承內(nèi)圈端面接觸，然后擰緊緊固螺釘，就把被測(cè)軸承內(nèi)圈固定在了測(cè)量心軸上，保證了心軸與內(nèi)圈組合成一個(gè)整體。主軸由370W三相電機(jī)通過皮帶輪傳動(dòng)，使心軸驅(qū)動(dòng)內(nèi)圈以某一恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并在被測(cè)軸承外徑方向上，由兩位四通手動(dòng)閥的換向?qū)崿F(xiàn)加載裝置的加載與卸載動(dòng)作。其負(fù)荷是通過負(fù)荷墊6施加到被測(cè)軸承的外徑上。傳感器5的測(cè)頭與被測(cè)軸承外圈的中間位置接觸，測(cè)力約為2N，通過傳感器測(cè)頭將軸承振動(dòng)信號(hào)通過放大、濾波、檢波和示值等電路，輸出了被測(cè)軸承振動(dòng)的具體數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)徑帶錐度的雙列短圓柱滾子軸承振動(dòng)的測(cè)量，保證了軸承的質(zhì)量要求。

由于測(cè)量心軸與主軸是錐面配合，測(cè)量完畢后，用手很難把測(cè)量心軸從主軸內(nèi)卸下來，只有通過專業(yè)扳手拆卸。如圖 4 所示為卸心軸手柄和扳手位置圖。把扳手4插入測(cè)量心軸3的內(nèi)孔，用左手把住手柄6，右手逆時(shí)針扳動(dòng)手柄5，直到卸心軸螺釘2頂?shù)綔y(cè)量心軸3，使測(cè)量心軸錐面與主軸錐孔脫離，此時(shí)不要抽出心軸，然后用左手把住測(cè)量心軸3，用右手順時(shí)針扳動(dòng)扳手4，將卸心軸螺釘再擰回初始位置，直到主軸跟著扳手一起轉(zhuǎn)動(dòng)，才抽出扳手和心軸。

圖3 精密機(jī)床主軸軸承振動(dòng)的測(cè)量方法

圖4 卸心軸手柄和扳手位置圖

測(cè)量過程中，嚴(yán)禁軸承外圈隨主軸旋轉(zhuǎn)。心軸錐面與主軸錐面的配合一定要緊密，否則主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)心軸容易脫落，而影響測(cè)量精度。如發(fā)現(xiàn)心軸配合不緊而脫落，則用干凈的綢布擦凈主軸錐孔和心軸面上的油即可。心軸不用時(shí)要及時(shí)用120號(hào)汽油清洗干凈，涂上防銹油后放在規(guī)定處。

4 結(jié)束語(yǔ)

在BVT-6軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x上，實(shí)現(xiàn)了精密機(jī)床主軸軸承振動(dòng)的測(cè)量，為評(píng)定軸承質(zhì)量，改進(jìn)軸承工藝參數(shù)提供了可靠依據(jù)。精密機(jī)床主軸軸承的振動(dòng)噪聲直接影響配套主機(jī)的性能，所以，此類軸承振動(dòng)的測(cè)量，已經(jīng)被行業(yè)提上日程，為提高主軸設(shè)備的可靠性和使用壽命，避免重大事故的發(fā)生起著積極作用。

（編輯：王立新）

Vibration measurement of precision machine tool spindle bearing

Ma Ke1, Zha Rongming2
( 1.Technical Center,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China; 2.Harbin Hazhou Precision Roller Manufacturing Co.,Ltd.,Harbin 150036,China ）

This paper focuses on the method of measuring the spindle bearing vibration for the precision machine tool in the BVT-6 instrument. By measuring the improvements of the spindle structural to ensure that the measurement of the precision machine tool spindle bearing vibration, the reliable basis for the quality evaluation of the bearing was provided.

precision machine tool spindle bearings; vibration; measuring spindle; quality evaluation

TH133.33+2

B

1672-4852（2014）03-0043-02

2014-05-06.

馬 可（1981 -），男，工程師.