一种轴承预紧力可控的机床主轴系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机床主轴系统，具体涉及一种轴承预紧力可控的机床主轴系统。
【背景技术】
[0002]机床在制造业中发挥着极其重要的角色，机床工业的发展水平间接地反映了一个国家的工业水平。机床主轴系统是机床切削过程中的重要工作部分，而主轴系统中的轴承关系着整个系统运行的平稳性。轴承的预紧力对其发热和运动时的打滑及噪声均有着至关重要的影响，对轴承预紧力实施可控加载和测量可以使轴承始终工作在合适的状态，进而有效的减少轴承的打滑和噪声，提高轴承的使用寿命。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供一种轴承预紧力可控的机床主轴系统。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种轴承预紧力可控的机床主轴系统，其特征在于:它包括一呈圆筒状的主轴箱和一位于所述主轴箱内的主轴，所述主轴的前端与一第一轴承的内圈固定连接，所述第一轴承的外圈与所述主轴箱固定连接；所述主轴箱后段的内径大于所述主轴箱中段的内径，在所述主轴箱后段内插设一阶梯型套筒，所述阶梯型套筒的大端与所述主轴箱后段的内壁相接触，所述阶梯型套筒的小端与所述主轴箱中段的内壁相接触；在所述阶梯型套筒的外台阶面与所述主轴箱的内台阶面之间留有一环状空隙，所述环状空隙构成一液压缸；在与所述液压缸相对的所述主轴箱的外壁上设置有与所述液压缸连通的管螺纹孔；所述主轴的后端与一第二轴承的内圈固定连接，所述第二轴承位于所述阶梯型套筒的大端内部，在所述阶梯型套筒的内台阶面与所述第二轴承的外圈之间设置一套筒。
[0005]所述套筒的内侧壁贴有若干应变片。
[0006]在所述阶梯型套筒的大端外壁和小端外壁上分别设置有若干密封圈。
[0007]在所述套筒粘贴所述应变片的部位开有用于引出应变片导线的方形槽；在所述阶梯型套筒的内壁开有若干引导槽，所述引导槽与所述方形槽在圆周方向上对齐。
[0008]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明的阶梯型套筒与主轴箱组成呈环状的液压缸，通过在液压缸中通入液压油可以将液压压力通过阶梯型套筒和套筒传递到轴承上，从而实现轴承的均匀可控加载。2、本发明在套筒内圈贴有应变片，轴承预紧力施加在套筒时将使其发生应变，从而通过应变片可以进行测量，进而可以得到轴承的预紧力。3、本发明在套筒粘贴应变片的部分开有方形槽，同时在阶梯型套筒的内壁开设有引导槽，因此可以将应变片的导线引出主轴箱外而不会过多影响主轴系统的结构。本发明结构紧凑，可广泛应用于各种机床。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的整体结构示意图；
[0010]图2是本发明套筒的结构示意图；
[0011]图3是本发明阶梯型套筒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0013]如图1所示，本发明包括一呈圆筒状的主轴箱I和一位于主轴箱I内的主轴2，主轴2的前端与一第一轴承3的内圈固定连接，第一轴承3的外圈与主轴箱I固定连接。主轴箱I后段的内径大于中段的内径，呈阶梯式设置。在主轴箱I后段内插设一阶梯型套筒4，阶梯型套筒4的大端与主轴箱I后段的内壁相接触，阶梯型套筒4的小端与主轴箱I中段的内壁相接触。在阶梯型套筒4的外台阶面与主轴箱I的内台阶面之间留有一环状空隙，环状空隙构成一液压缸5。在与液压缸5相对应的主轴箱I的外壁上设置有与液压缸5连通的管螺纹孔(图中未示出)，用于连接液压系统以通入液压油。主轴2的后端与一第二轴承6的内圈固定连接，第二轴承6位于阶梯型套筒4的大端内部，在阶梯型套筒4的内台阶面与第二轴承6的外圈之间设置一套筒7，套筒7的内侧壁贴有若干应变片8。
[0014]上述实施例中，阶梯型套筒4的大端外壁和小端外壁上分别设置有若干密封圈9。
[0015]上述实施例中，如图2所示，在套筒7粘贴应变片8的部位开有方形槽10，用于引出应变片导线；在阶梯型套筒4的内壁开有若干引导槽11，引导槽11与方形槽10在圆周方向上对齐，应变片导线通过方形槽11引入引导槽11，并进一步引出主轴箱I。
[0016]本发明在工作时，液压缸5内通入液压油产生压力，压力作用在阶梯型套筒4的外台阶面上，使其产生向后运动的趋势，该压力进而通过套筒7传递至第二轴承6的外圈。由于第二轴承6的内圈与主轴2固定连接，主轴2的前端通过第一轴承3与主轴箱I固定连接，故液压油产生的压力进一步通过主轴2传递至第一轴承3。因此，通过控制液压缸5内的压力即可控制第一轴承3和第二轴承6的预紧力。
[0017]本发明套筒7所承受的压力即为第一轴承3和第二轴承6的预紧力。在套筒7内贴有应变片8，应变片8可以测量得到套筒7因压力而产生的应变，进而通过套筒7材料的杨氏模量和横截面积可以计算出轴承的预紧力。
[0018]本发明通过上述方式可以实现主轴轴承预紧力的可控加载和测量。
[0019]本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1.一种轴承预紧力可控的机床主轴系统，其特征在于:它包括一呈圆筒状的主轴箱和一位于所述主轴箱内的主轴，所述主轴的前端与一第一轴承的内圈固定连接，所述第一轴承的外圈与所述主轴箱固定连接；所述主轴箱后段的内径大于所述主轴箱中段的内径，在所述主轴箱后段内插设一阶梯型套筒，所述阶梯型套筒的大端与所述主轴箱后段的内壁相接触，所述阶梯型套筒的小端与所述主轴箱中段的内壁相接触；在所述阶梯型套筒的外台阶面与所述主轴箱的内台阶面之间留有一环状空隙，所述环状空隙构成一液压缸；在与所述液压缸相对的所述主轴箱的外壁上设置有与所述液压缸连通的管螺纹孔；所述主轴的后端与一第二轴承的内圈固定连接，所述第二轴承位于所述阶梯型套筒的大端内部，在所述阶梯型套筒的内台阶面与所述第二轴承的外圈之间设置一套筒。
2.如权利要求1所述的一种轴承预紧力可控的机床主轴系统，其特征在于:所述套筒的内侧壁贴有若干应变片。
3.如权利要求1或2所述的一种轴承预紧力可控的机床主轴系统，其特征在于:在所述阶梯型套筒的大端外壁和小端外壁上分别设置有若干密封圈。
4.如权利要求2所述的一种轴承预紧力可控的机床主轴系统，其特征在于:在所述套筒粘贴所述应变片的部位开有用于引出应变片导线的方形槽；在所述阶梯型套筒的内壁开有若干引导槽，所述引导槽与所述方形槽在圆周方向上对齐。
【专利摘要】本发明涉及一种轴承预紧力可控的机床主轴系统，它包括一呈圆筒状的主轴箱和一位于主轴箱内的主轴，主轴的前端与一第一轴承的内圈固定连接，第一轴承的外圈与主轴箱固定连接；主轴箱后段的内径大于主轴箱中段的内径，在主轴箱后段内插设一阶梯型套筒，阶梯型套筒的大端与主轴箱后段的内壁相接触，阶梯型套筒的小端与主轴箱中段的内壁相接触；在阶梯型套筒的外台阶面与主轴箱的内台阶面之间留有一环状空隙，环状空隙构成一液压缸；在与液压缸相对的主轴箱的外壁上设置有与液压缸连通的管螺纹孔；主轴的后端与一第二轴承的内圈固定连接，第二轴承位于阶梯型套筒的大端内部，在阶梯型套筒的内台阶面与第二轴承的外圈之间设置一套筒。
【IPC分类】B23B19-02
【公开号】CN104801729
【申请号】CN201510221443
【发明人】李铁民, 李逢春, 王海同
【申请人】清华大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月4日