[实用新型]一种高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统

权利要求书

1.一种高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：包括主轴壳体、前套筒组件、后套筒组件、压电作动器组件、主轴和数据采集与控制系统，

所述前套筒组件固定安装在主轴壳体内，所述后套筒组件通过球笼导向轴承沿着主轴的轴线滑动地安装在主轴壳体内，主轴通过轴承同轴固定安装在前套筒组件和后套筒组件内，

在主轴壳体上沿主轴圆周均布有多个与主轴相平行的用于对后套筒施加轴向载荷的压电作动器组件，所述压电作动器组件包括压电作动器、力传感器和预紧力调节螺栓，其中，压电作动器滑动设置在绕主轴轴线均布并平行于主轴轴线的光孔中，压电作动器的与后套筒的法兰盘相对的一端固定力传感器，压电作动器的另一端与嵌设在主轴壳体上的预紧力调节螺栓连接；

在前套筒和后套筒中均嵌入设置有温度传感器，用于检测轴承的工作温度；

在后套筒上设置后套筒位移传感器，用于监测后套筒的轴向位移；

所述数据采集与控制系统包括控制器、A/D转换器、D/A转换器，所述力传感器、主轴位移传感器、后套筒位移传感器分别通过A/D转换器连接至控制器，控制器依次通过D/A转换器、电压放大器连接各个压电作动器。

2.根据权利要求1所述的高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：所述前套筒组件包括前套筒、定位端盖、前端盖，所述前套筒通过螺栓固定安装在主轴壳体内，所述定位端盖通过螺栓连接固定于前套筒的内端，所述前端盖通过螺栓连接固定在前套筒的外端，用于压紧轴承外圈；前套筒内设置有轴承Ⅰ和轴承Ⅱ以安装主轴，通过第一锁紧螺母将轴承Ⅰ和轴承Ⅱ轴向锁紧在主轴上。

3.根据权利要求1所述的高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：前套筒4内嵌入设置有轴承Ⅰ温度传感器和轴承Ⅱ温度传感器。

4.根据权利要求1所述的高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：在主轴壳体内还设置有主轴位移传感器，主轴位移传感器通过支架固定在主轴壳体内壁上，主轴位移传感器的探头对准主轴的阶梯面，过检测探头到主轴的阶梯面的距离变化，来监测主轴的轴向位移；在主轴壳体内还设有用于监测转子转速的编码器。

5.根据权利要求1所述的高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：所述后套筒组件包括后套筒、预紧端盖、后端盖，所述预紧端盖通过螺栓连接固定于后套筒的内端，所述后端盖通过螺栓连接固定在后套筒的外端，用于压紧轴承外圈；后套筒内设置有轴承Ⅲ和轴承Ⅳ以安装主轴，通过第二锁紧螺母将轴承Ⅲ和轴承Ⅳ轴向锁紧在主轴上；后套筒内嵌入设置有轴承Ⅲ温度传感器和轴承Ⅳ温度传感器；所述后套筒的外端面为法兰盘结构，在后套筒外端面法兰盘上嵌入设置有后套筒位移传感器，后套筒位移传感器的探头贯穿法兰盘且正对着主轴壳体的与法兰盘相对的端面，通过测量探头与该端面的距离变化来监测后套筒的轴向位移。

6.根据权利要求1所述的高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：在后套筒外端面法兰盘上还设置有6个绕主轴轴线均布的紧定螺钉，所述紧定螺钉贯穿设置在后套筒外端面法兰盘上，紧定螺钉的顶端用于顶紧主轴壳体的与法兰盘相对的端面。

7.根据权利要求1所述的高速精密主轴预紧力和预紧位移智能监控系统，其特征在于：在主轴壳体的外壁上沿其圆周设置有一圈凹槽，所述预紧力调节螺栓的一端露出在凹槽中，以便调节预紧力调节螺栓的旋入量。