[发明专利]一种主轴轴承外圈径向液压加载抑制振动的装置和方法

摘要

本发明一种主轴轴承外圈径向液压加载抑制振动的装置和方法，对主轴前端轴承外圈施加均布作用力，提高主轴的刚度和阻尼，进而减小主轴前端的振动。所述装置包括主轴振动监测装置、控制器以及液压调控装置；主轴振动监测装置用于测量并处理主轴的振动信号；控制器的输入端连接主轴振动监测装置的输出端，用于根据收到的振动信号输出控制电压信号到液压调控装置；液压调控装置包括安装在主轴前端轴承外周的带有环形槽的轴承座；安装在轴承座外周并与轴承座上的环形槽形成封闭的环形液压油腔的主轴壳体；依次连接在控制器输出端的功率放大器和电液伺服阀；电液伺服阀与环形液压油腔内部相连通。

主权项

1.一种主轴轴承外圈径向液压加载抑制振动的方法，其特征在于，通过主轴轴承外圈径向液压加载抑制振动的装置，对主轴轴承外圈径向进行加载；所述主轴轴承外圈径向液压加载抑制振动的装置包括主轴振动监测装置、控制器以及液压调控装置；所述的主轴振动监测装置用于测量并处理主轴的振动信号；主轴振动监测装置包括安装在主轴(1)前端用于测量主轴(1)振动幅值的压电加速度传感器(7)和用于处理压电加速度传感器采集的振动信号的数据采集系统(8)；数据采集系统(8)的输入端连接压电加速度传感器(7)，输出端连接控制器(9)的输入端；所述的控制器(9)用于根据收到的振动信号输出控制电压信号到液压调控装置；所述的液压调控装置包括安装在主轴前端轴承(2)外周的带有环形槽的轴承座(6)；安装在轴承座(6)外周并与轴承座(6)上的环形槽形成封闭的环形液压油腔(4)的主轴壳体(3)；依次连接在控制器(9)输出端的功率放大器(10)和电液伺服阀(11)；电液伺服阀(11)与环形液压油腔(4)内部相连通；所述抑制振动的方法包括如下步骤，(1)在加工过程中，主轴(1)前端的压电加速度传感器(7)将测得的主轴(1)振动模拟信号；(2)振动模拟信号经数据采集系统(8)得到振动信号，再输入到控制器(9)中进行处理输出控制电压；控制器(9)中经数据采集系统(8)输出的振动信号得到振动信号的标准差比SR，当标准差比超过当前加工情况下振动信号的阈值时，控制器(9)通过比例‑积分‑微分调节输出控制电压；(3)输出控制电压通过功率放大器(10)控制电液伺服阀(11)的阀芯，进而控制环形液压油腔(4)中液压油的压力；(4)通过轴承座(6)将压力传递到主轴(1)，提高主轴(1)刚度和阻尼从而减小主轴(1)前端振动；其中，振动信号的标准差比SR用来反映振动信号的瞬时幅值相对于理想振动幅值的增长情况；由下式得到振动信号的标准差比SR，其中，σ为当前振动信号采样小样本计算的瞬时标准差；σi为理想振动状态下第i次采样的标准差；N为理想振动状态下的采样次数。