【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轴承检测领域，具体涉及一种气浮主轴的轴向刚度检测装置及方法。
技术介绍
1、气浮主轴广泛应用于半导体、光学制造、微纳米加工等超精密领域，在动态加工中，负载波动会改变气浮主轴的气膜厚度，进而影响轴向刚度。相较于静态刚度，气浮主轴的动态刚度更能反应气浮主轴在工作状态下的承载特性，确保主气浮轴在运行过程中始终保持足够的刚度，减少由于刚度变化带来的加工误差，提升工件的表面质量与形状精度。
2、在工程上现有的检测装置或采用气缸施加轴向力，导致检测装置体积偏大,且气缸难以施加稳定的轴向力；或采用电磁施加轴向力，导致检测装置复杂，成本高；或采用复杂的传动装置施加轴向力，虽精度高，但操作和装配麻烦，不易维护。且大多需采购相关定制化零件，到货周期长，成本高。难以满足工程上简单、方便、快捷，尽可能成本低的检测动态轴向刚度。
3、如何快速、便捷、高效精确、经济的检测出气浮主轴的动态轴向刚度，工件易加工且装配方便，无需修改或只需简单修改，就可兼容不同气浮主轴主轴检测，是工程上面临的一个挑战。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种气浮主轴的轴向刚度检测装置及方法。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种气浮主轴的轴向刚度检测装置，包括：施力部件、力传导件、连接件、力传感器和位移传感器；施力部件适于生成轴向力；力传感器布置在施力部件和力传导件之间，适于记录轴向力的值；力传导件通过连接件将轴向力
3、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，轴承固定架的中空结构内侧形成有限位部，轴承与限位部抵接，使得轴承固定架、轴承和连接板之间形成空置空间。
4、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，连接件还包括有第二挡板，第二挡板固接在中空结构远离连接板的一侧，适于将轴承固定在中空结构顶部与限位部之间。
5、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，主轴固定架，包括承载板和多个支撑板，多个支撑板与承载板固接，承载板上形成有过孔，且沿过孔四周形成有多个固定螺纹孔，气浮主轴部分穿过过孔，并通过多个固定螺纹孔将气浮主轴与主轴固定架固定。
6、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，连接板上形成有多组连接螺纹孔，通过各连接螺纹孔将连接板与气浮主轴固接，且任意一组连接螺纹孔与气浮主轴的一个型号相适配。
7、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，施力部件为施力螺钉。
8、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，还包括：施力部件固定架，包括安装板和多个支撑柱；各支撑柱一端固定在承载板上，另一端固定在安装板上；安装板中心处形成有施力螺纹孔，施力部件穿过施力螺纹孔并与力传感器抵接。
9、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，还包括：磁性表座，其一端通过磁性方式固定在承载板或气浮主轴壳体上，另一端固定位移传感器。
10、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，主轴固定架还包括肋板，布置在所述支撑板和承载板之间。
11、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，轴承包括第一子轴承和第二子轴承，第一子轴承和第二子轴承为角接触球轴承。
12、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置中，第一子轴承和第二子轴承为背对背双联安装。
13、根据本专利技术的又一个方面，提供一种气浮主轴的轴向刚度检测方法，适于通过上述的装置实现，方法包括：当气浮主轴处于静态状态时，向气浮主轴施加第一轴向力，并记录气浮主轴在轴向方向的第一位移量；当气浮主轴处于第一动态状态时，向所述浮主轴施加第二轴向力，并记录气浮主轴在轴向方向的第二位移量；当气浮主轴处于第二动态状态时，向气浮主轴施加第三轴向力，并记录气浮主轴在轴向方向的第三位移量，其中，气浮主轴在第二动态状态下的转动速度大于在第一动态状态下的转动速度；分别利用第一轴向力、第一位移量、第二轴向力、第二位移量、第三轴向力、第三位移量，计算气浮主轴在不同状态下的轴向刚度。
14、可选地，在根据本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测方法中，分别利用第一轴向力、第一位移量、第二轴向力、第二位移量、第三轴向力、第三位移量，计算气浮主轴在不同状态下的轴向刚度，包括：针对目标状态，将该目标状态下轴向力和轴向位移的比值，作为该目标状态下气浮主轴的轴向刚度。
15、根据本专利技术的方案，气浮主轴的轴向刚度检测装置结构简单紧凑，体积小，施加的轴向力稳定，易于控制，只需简单的工装，便可方便快捷的检测出气浮主轴的动态轴向刚度，满足精度要求且兼容多种的主轴。
16、利用本专利技术的气浮主轴的轴向刚度检测装置，加工简单，装配和更换方便，大大降低了整体动态轴向刚度的检测难度和成本，适用于工程上气浮主轴整体动态轴向刚度的测量。
17、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种气浮主轴的轴向刚度检测装置，包括：
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述轴承固定架的中空结构内侧形成有限位部，所述轴承与所述限位部抵接，使得所述轴承固定架、轴承和连接板之间形成空置空间。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述连接件还包括有第二挡板，所述第二挡板固接在所述中空结构远离所述连接板的一侧，适于将所述轴承固定在所述中空结构顶部与所述限位部之间。
4.如权利要求1所述的装置，其中，还包括：
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述连接板上形成有多组连接螺纹孔，通过各连接螺纹孔将连接板与气浮主轴固接，且任意一组连接螺纹孔与气浮主轴的一个型号相适配。
6.如权利要求4所述的装置，其中，所述施力部件为施力螺钉。
7.如权利要求6所述的装置，其中，还包括：
8.如权利要求4所述的装置，其中，还包括：
9.如权利要求4所述的装置，其中，主轴固定架还包括肋板，布置在所述支撑板和承载板之间。
10.一种气浮主轴的轴向刚度检测方法，适于通过如权利要求1-9任一项所述的装置实
...【技术特征摘要】
1.一种气浮主轴的轴向刚度检测装置，包括：
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述轴承固定架的中空结构内侧形成有限位部，所述轴承与所述限位部抵接，使得所述轴承固定架、轴承和连接板之间形成空置空间。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述连接件还包括有第二挡板，所述第二挡板固接在所述中空结构远离所述连接板的一侧，适于将所述轴承固定在所述中空结构顶部与所述限位部之间。
4.如权利要求1所述的装置，其中，还包括：
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述连接板上...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹韶辉，贾宇航，郭曦鹏，石玮，
申请(专利权)人：江苏优普纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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