轴承直径D=60mm,宽度L=110mm,直径间隙2h0=0.030mm,供油压力p s=1.6MPa,润滑油为2号主轴油。
(1) 主轴回转精度用两种方法测量主轴回转精度。一种是千分表测量法,把千分表架固定在磨头体上,是表测头直接接触主轴前端定位锥面进行测量;另一种是在主轴定位锥面上安装一个模拟砂轮的钢套,再用固定在工作台的小砂轮对被测外圆进行修正,尔后用CW-6型非接触电容测量模拟钢件的外圆。在供油压力Ps=1.2MPa、润滑油为2号主轴油、轴承直径间隙2 h0=0.030mm时,实测主轴回转精度值列于表1。
表1 回转精度测定
测量方式 | 回转精度(µm) | |
1500r/min | 3000r/min | |
千分表 | 1.0 | 0.50 |
测微仪 | 1.3 | 0.51 |
(2) 油腔压力测定表2给出了四种直径间隙下的油腔压力实测值,测压点均在前轴承水平方向油腔主轴旋转方向下游阶梯处。
表2 腔压测定值
直径间隙 (mm) | 供油压力 (MPa) | 浅腔压力(MPa) | ||
主轴静止 | 1500r/min | 2800r/min | ||
0.015 | 1.50 | 1.42 | 4.20 | / |
0.021 | 1.55 | 1.45 | 4.15 | 5.80 |
0.026 | 1.20 | 1.05 | 3.90 | 5.20 |
0.036 | 1.30 | 0.90 | 3.00 | 4.00 |
(3) 主轴系统刚性当主轴转速N=0、供油压力Ps =0.9MPa、轴承直径间隙2h0=0.030mm时,用千分表和测力环实测轴系的系统刚性列于表3。
表3主轴砂轮中点处力与位移的测定值
力(N) | 50 | 70 | 120 | 150 | 200 |
位移(µm) | 1.00 | 1.80 | 2.50 | 2.80 | 3.00 |
当主轴转速N=1500/min和2800r/min、供油压力P s =0.9MPa、轴承直径间隙2h0=0.030mm时,用CW-6型电容测微仪和电磁测力器实测轴系的系统刚性列于表4。
表4 主轴砂轮中点处力与位移的测定值
力(N) | 位移(µm) | ||
N=1500(r/min) | N=2800(r/min) | ||
2h0 = 0.021mm | 2h0 = 0.030mm | 2h0 = 0.030mm | |
50 | 0.15 | 0.25 | 0.20 |
100 | 0.25 | 0.40 | 0.40 |
150 | 0.40 | 0.60 | 0.50 |
250 | 0.60 | 0.90 | 0.80 |
400 | 1.00 | 1.50 | 1.00 |
由以上公式计算出轴承的静压承载当主轴的直径D=60mm,宽度L=110mm,直径间隙2h0=0.026mm。供油压力为Ps =1.5Mpa时,主轴轴承的静压承载为F=1764N。主轴轴承的动压承载当主轴的直径D=70mm,宽径比B=1,直径间隙2h0=0.026mm,主轴转速N=1500r/min,供油压力为Ps =0.80Mpa时,主轴向对于ε(偏心率)变化时的承载能力,轴承的流量 Q的变化以及润滑油温升Δt列于表5。
表5
ε
Fmin (N)
Q (ml/min)
Δt ( C)
0.1
948.3
306.2
10.8
0.2
1854.5
320.8
10.4
0.3
2818.4
341.0
10.2
0.4
3966.9
334.8
10.8
0.5
5899.4
311.1
12.6