精密機床主軸軸承振動的測量

馬 可，查榮明

（1.哈爾濱軸承集團公司 技術中心，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）

精密機床主軸軸承振動的測量

馬 可1，查榮明2

（1.哈爾濱軸承集團公司 技術中心，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儀器上測量精密機床主軸軸承振動的方法。通過對測量心軸結構的改進，保證了精密機床主軸軸承振動的測量，為該軸承的質量評價提供了可靠依據。

精密機床主軸軸承；振動；測量心軸；質量評價

1 前言

滾動軸承的振動是一種復雜的物理現象，它不僅與軸承零件的形位偏差、滾動表面形態特征及其結構有關，而且還因工作條件的不同而變化。隨著人們對周圍環境要求的不斷提高，對軸承振動和噪聲的要求也越來越高。精密機床主軸軸承對加工精度要求很高，以往此類軸承的成品檢測中，只對成品的旋轉精度有要求，不對軸承的振動值提出特殊要求。通過在BVT-6儀器上對測量心軸進行改造，可實現對該類軸承振動的測量。

2 一般球軸承振動的測量方法

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

一般球軸承振動的測量方法，如圖 1 所示。被測軸承套在測量心軸上，通過軸向加載裝置向外圈端面施加一定的軸向力，傳感器與被測軸承外圈端面寬度中部位置接觸，由驅動器驅動主軸旋轉，使測量心軸驅動內圈以某一恒定轉速旋轉，由于有軸向力的作用，被測軸承不會從心軸上掉下來，通過傳感器測頭即可測出球軸承的振動值。

圖1 一般球軸承振動的測量方法

3 精密機床主軸軸承振動的測量方法

某些精密機床主軸軸承為雙列短圓柱滾子軸承，且內徑帶錐度，其結構形式如圖 2 所示。

圖2 精密機床主軸軸承的結構形式

由于測量此類軸承振動時需加徑向載荷，該軸承的內徑又帶錐度，如果按常規測量，在驅動器驅動主軸旋轉時，被測軸承就會從心軸上掉下來，無法實現在BVT-6儀器上直接測量此類軸承的振動。為使軸承運轉平穩，振動測值穩定，要先對測量心軸進行改造，如圖 3 所示。測量時，把改造后的測量心軸2插入主軸1的錐面內，改造后的測量心軸中間位置被加工了一螺紋結構，先將緊固螺釘3擰入螺紋中，被測軸承套在測量心軸上，再將壓板4插在緊固螺釘的導向面上，使壓板端面與被測軸承內圈端面接觸，然后擰緊緊固螺釘，就把被測軸承內圈固定在了測量心軸上，保證了心軸與內圈組合成一個整體。主軸由370W三相電機通過皮帶輪傳動，使心軸驅動內圈以某一恒定轉速旋轉，并在被測軸承外徑方向上，由兩位四通手動閥的換向實現加載裝置的加載與卸載動作。其負荷是通過負荷墊6施加到被測軸承的外徑上。傳感器5的測頭與被測軸承外圈的中間位置接觸，測力約為2N，通過傳感器測頭將軸承振動信號通過放大、濾波、檢波和示值等電路，輸出了被測軸承振動的具體數值，實現了內徑帶錐度的雙列短圓柱滾子軸承振動的測量，保證了軸承的質量要求。

由于測量心軸與主軸是錐面配合，測量完畢后，用手很難把測量心軸從主軸內卸下來，只有通過專業扳手拆卸。如圖 4 所示為卸心軸手柄和扳手位置圖。把扳手4插入測量心軸3的內孔，用左手把住手柄6，右手逆時針扳動手柄5，直到卸心軸螺釘2頂到測量心軸3，使測量心軸錐面與主軸錐孔脫離，此時不要抽出心軸，然后用左手把住測量心軸3，用右手順時針扳動扳手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動，才抽出扳手和心軸。

圖3 精密機床主軸軸承振動的測量方法

圖4 卸心軸手柄和扳手位置圖

測量過程中，嚴禁軸承外圈隨主軸旋轉。心軸錐面與主軸錐面的配合一定要緊密，否則主軸旋轉時心軸容易脫落，而影響測量精度。如發現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。心軸不用時要及時用120號汽油清洗干凈，涂上防銹油后放在規定處。

4 結束語

在BVT-6軸承振動測量儀上，實現了精密機床主軸軸承振動的測量，為評定軸承質量，改進軸承工藝參數提供了可靠依據。精密機床主軸軸承的振動噪聲直接影響配套主機的性能，所以，此類軸承振動的測量，已經被行業提上日程，為提高主軸設備的可靠性和使用壽命，避免重大事故的發生起著積極作用。

（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.