高速超精密氣浮電主軸性能測試實驗裝置研究

李運堂，廖佳文，陳衛宇，周重建

（中國計量大學機電工程學院，浙江 杭州 310018）

1 引言

超精密氣浮電主軸因具有精度高、轉速快、無摩擦/極低摩擦、無磨損、發熱低、無污染等突出優點，日益成為高端制造業尤其是高速、超高速加工領域重要的轉動支撐部件［1］。隨著高速切削技術快速發展，對主軸轉速和精度要求持續提高，但氣浮電主軸承載能力、剛度、回轉精度、端面跳動等性能尚無成熟的檢測手段和實用的檢測裝置。其主要難點在于：傳統軸承加載、對拖式加載、彈簧加載、切削力加載、液壓加載等接觸式加載方式存在的寄生摩擦力不僅會破壞無摩擦氣體潤滑系統，直接影響主軸性能，并且摩擦力隨主軸轉速提高而顯著增大，導致測量誤差過大、測量精度過低而不能滿足檢測要求。靜壓氣體加載雖然克服了接觸式加載的不足，但受加載力控制精度過低、穩定性過差等多種因素影響，不適合氣浮電主軸性能檢測［2］。電磁加載具有加載力可控性好、精度高等優點，逐漸成為氣浮電主軸性能檢測的主要加載方式，國內外許多學者開展了大量研究［3］。

文獻［4］基于電磁離合器原理，研制了超導磁軸承和非接觸永磁離合器，利用數值計算產生的電磁力，通過對比實驗，驗證了分析方法的可行性。文獻［5］利用電磁膨脹環技術，研究了7075鋁環電磁動態加載斷裂模式轉變現象，實驗得到了斷裂應變、破片數目與應變率的關系，發現鋁環斷裂模式隨應變率增加由拉伸斷裂轉變為剪切斷裂?！?br>