精密机床主轴轴承振动的测量

马 可，查荣明

（1.哈尔滨轴承集团公司 技术中心，黑龙江 哈尔滨 150036；2.哈尔滨哈轴精密滚子制造有限公司,黑龙江 哈尔滨150036）

精密机床主轴轴承振动的测量

马 可1，查荣明2

（1.哈尔滨轴承集团公司 技术中心，黑龙江 哈尔滨 150036；2.哈尔滨哈轴精密滚子制造有限公司,黑龙江 哈尔滨150036）

着重介绍了在BVT-6仪器上测量精密机床主轴轴承振动的方法。通过对测量心轴结构的改进，保证了精密机床主轴轴承振动的测量，为该轴承的质量评价提供了可靠依据。

精密机床主轴轴承；振动；测量心轴；质量评价

1 前言

滚动轴承的振动是一种复杂的物理现象，它不仅与轴承零件的形位偏差、滚动表面形态特征及其结构有关，而且还因工作条件的不同而变化。随着人们对周围环境要求的不断提高，对轴承振动和噪声的要求也越来越高。精密机床主轴轴承对加工精度要求很高，以往此类轴承的成品检测中，只对成品的旋转精度有要求，不对轴承的振动值提出特殊要求。通过在BVT-6仪器上对测量心轴进行改造，可实现对该类轴承振动的测量。

2 一般球轴承振动的测量方法

早期人们只能通过手感来鉴别轴承的振动噪声水平，这种方法只能定性地判别轴承振动噪声性能的好坏，而不能定量地掌握振动噪声的确切数值。由于轴承的噪声与振动存在密切关系，轴承行业上一般都是通过控制轴承的振动值达到控制噪声的目的。

一般球轴承振动的测量方法，如图 1 所示。被测轴承套在测量心轴上，通过轴向加载装置向外圈端面施加一定的轴向力，传感器与被测轴承外圈端面宽度中部位置接触，由驱动器驱动主轴旋转，使测量心轴驱动内圈以某一恒定转速旋转，由于有轴向力的作用，被测轴承不会从心轴上掉下来，通过传感器测头即可测出球轴承的振动值。

图1 一般球轴承振动的测量方法

3 精密机床主轴轴承振动的测量方法

某些精密机床主轴轴承为双列短圆柱滚子轴承，且内径带锥度，其结构形式如图 2 所示。

图2 精密机床主轴轴承的结构形式

由于测量此类轴承振动时需加径向载荷，该轴承的内径又带锥度，如果按常规测量，在驱动器驱动主轴旋转时，被测轴承就会从心轴上掉下来，无法实现在BVT-6仪器上直接测量此类轴承的振动。为使轴承运转平稳，振动测值稳定，要先对测量心轴进行改造，如图 3 所示。测量时，把改造后的测量心轴2插入主轴1的锥面内，改造后的测量心轴中间位置被加工了一螺纹结构，先将紧固螺钉3拧入螺纹中，被测轴承套在测量心轴上，再将压板4插在紧固螺钉的导向面上，使压板端面与被测轴承内圈端面接触，然后拧紧紧固螺钉，就把被测轴承内圈固定在了测量心轴上，保证了心轴与内圈组合成一个整体。主轴由370W三相电机通过皮带轮传动，使心轴驱动内圈以某一恒定转速旋转，并在被测轴承外径方向上，由两位四通手动阀的换向实现加载装置的加载与卸载动作。其负荷是通过负荷垫6施加到被测轴承的外径上。传感器5的测头与被测轴承外圈的中间位置接触，测力约为2N，通过传感器测头将轴承振动信号通过放大、滤波、检波和示值等电路，输出了被测轴承振动的具体数值，实现了内径带锥度的双列短圆柱滚子轴承振动的测量，保证了轴承的质量要求。

由于测量心轴与主轴是锥面配合，测量完毕后，用手很难把测量心轴从主轴内卸下来，只有通过专业扳手拆卸。如图 4 所示为卸心轴手柄和扳手位置图。把扳手4插入测量心轴3的内孔，用左手把住手柄6，右手逆时针扳动手柄5，直到卸心轴螺钉2顶到测量心轴3，使测量心轴锥面与主轴锥孔脱离，此时不要抽出心轴，然后用左手把住测量心轴3，用右手顺时针扳动扳手4，将卸心轴螺钉再拧回初始位置，直到主轴跟着扳手一起转动，才抽出扳手和心轴。

图3 精密机床主轴轴承振动的测量方法

图4 卸心轴手柄和扳手位置图

测量过程中，严禁轴承外圈随主轴旋转。心轴锥面与主轴锥面的配合一定要紧密，否则主轴旋转时心轴容易脱落，而影响测量精度。如发现心轴配合不紧而脱落，则用干净的绸布擦净主轴锥孔和心轴面上的油即可。心轴不用时要及时用120号汽油清洗干净，涂上防锈油后放在规定处。

4 结束语

在BVT-6轴承振动测量仪上，实现了精密机床主轴轴承振动的测量，为评定轴承质量，改进轴承工艺参数提供了可靠依据。精密机床主轴轴承的振动噪声直接影响配套主机的性能，所以，此类轴承振动的测量，已经被行业提上日程，为提高主轴设备的可靠性和使用寿命，避免重大事故的发生起着积极作用。

（编辑：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.

马 可（1981 -），男，工程师.