合，这样的话滚动轴承2的内圈在主轴1上便不能轴向移动，轴承座3可以推动滚动轴承2 的外圈产生轴向滑移。
[0022] 其中，预紧力盘5与电磁加载盘8均采用软磁材料制成，两者通过电磁场耦合作 用，能够产生可控电磁力。并且，预紧力盘5与电磁加载盘8之间的初始轴向距离小于1mm。
[0023] 进一步的，电磁线圈9由漆包线绕制而成。
[0024] 进一步的，预紧力盘5通过螺栓固定在轴承座3上，工作时，轴承座3推动滚动轴 承2的外圈，为其提供单向预紧力，且轴承座3与预紧力盘5可以整体进行轴向滑移；电磁 加载盘8与轴承端盖7通过螺栓连接，且轴承端盖7固定在主轴1外的外壳上，两者不能产 生轴向移动。
[0025] 进一步的，位移传感器6通过螺纹孔，固定在轴承端盖7上，用于测量预紧力盘5 与电磁加载盘8之间的距离，位移传感器6端面与轴承座3测量面的间距可以手动调节。
[0026] 为了对本发明进一步的了解，现对其工作原理作如下的说明。
[0027] 电磁线圈9中输入可控电流，在预紧力盘5和电磁加载盘8产生到稳定磁场，该磁 场使预紧力盘5受到一个稳态电磁力f，该电磁力f与气隙、线圈电流满足以下公式：
[0028]
[0029]其中：
[0030]f为可控电磁力，即可控预紧力，单位：牛；
[0031] i为电磁线圈的控制电流，单位：安培；
[0032] x为预紧力盘和电磁加载盘之间的气隙间距，单位：米；
[0033] A为电磁加载盘的截面积，单位：平方米；
[0034] y。为真空磁场系数，y。=4 31X10 7Vs/Am;
[0035] n为电磁线圈的线圈阻数，单位：圈。
[0036] 通过电磁线圈9的电流幅值，就可以控制预紧力盘5与加载盘8之间的距离和加 载到滚动轴承2上的预紧力幅值。
[0037] 当滚动轴承2预紧采用定位预紧时，位移传感器6实时测量预紧力盘5与加载盘 8之间的距离，通过在线调节电磁线圈9的电流幅值，使其距离保持在所需位置。
[0038] 当滚动轴承2预紧采用定压预紧时，在线调节电磁线圈9的电流幅值，利用电磁力 公式，通过位移传感器6测量和调整预紧力盘5与加载盘8之间的距离，使本置产生所需的 电磁预紧力。
[0039] 以上所述仅为本发明的两种实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人 员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利 要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：包括套装在主轴（1)上且一端 开口的轴承座（3)，轴承座（3)的开口端设置有预紧力盘（5);主轴（1)上还套装有电磁加 载盘（8)，电磁加载盘（8)的周向设置有用于测量其与预紧力盘（5)之间轴向距离的位移 传感器（6)，电磁加载盘（8)靠近预紧力盘（5)的端面上开设有环形槽，该环形槽内设置有 电磁线圈（9)，与开设有环形槽相对的电磁加载盘（8)端面上设置有轴承端盖（7);轴承座 (3)内设置有滚动轴承（2)。2. 根据权利要求1所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：滚动轴 承（2)套装在轴承座（3)内，其外圈与轴承座（3)采用间隙配合。3. 根据权利要求1或2所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：滚 动轴承（2)的内圈与主轴（1)之间过盈配合。4. 根据权利要求1所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：预紧力 盘（5)与电磁加载盘（8)均采用软磁材料制成，两者通过电磁场耦合作用，能够产生可控电 磁力。5. 根据权利要求1或4所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：预 紧力盘（5)与电磁加载盘（8)之间的初始轴向距离小于1_。6. 根据权利要求1所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：电磁线 圈（9)由漆包线绕制而成。7. 根据权利要求1所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：预紧力 盘（5)通过螺栓固定在轴承座（3)上；电磁加载盘（8)与轴承端盖（7)通过螺栓连接，且轴 承端盖（7)固定在主轴（1)外的外壳上。8. 根据权利要求1所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：位移传 感器（6)通过螺纹孔固定在轴承端盖（7)上。9. 根据权利要求1所述的一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，其特征在于：使用时， 电磁线圈（9)中输入可控电流，在预紧力盘（5)与电磁加载盘⑶之间产生电磁力，进而通 过轴承座（3)传递到滚动轴承（2)外圈产生所需轴承预紧力；通过控制电磁线圈（9)的电 流幅值，能够调整预紧力盘（5)与加载盘（8)之间距离，并得到所需的轴承预紧力。
【专利摘要】本发明公开了一种电磁式的主轴轴承可控预紧装置，包括套装在主轴上且一端开口的轴承座，轴承座的开口端设置有预紧力盘；主轴上还套装有电磁加载盘，电磁加载盘的周向设置有用于测量其与预紧力盘之间轴向距离的位移传感器，电磁加载盘靠近预紧力盘的端面上开设有环形槽，该环形槽内设置有电磁线圈，与开设有环形槽相对的电磁加载盘端面上设置有轴承端盖；轴承座内设置有滚动轴承。电磁线圈输入可控电流，在预紧力盘与电磁加载盘之间产生电磁力，通过轴承座传递到轴承外圈产生预紧力。通过调控电磁线圈的电流幅值，就可以改变预紧力盘与加载盘之间距离，并得到所需的轴承预紧力。本发明适用于主轴轴承的定位预紧和定压预紧。
【IPC分类】G01M13/04, B23B19/02
【公开号】CN105021402
【申请号】CN201510439571
【发明人】苏文军, 洪军, 万少可, 张进华, 李小虎, 邱志惠
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月23日