卢团良 邱 明,2 董艳方 张亚涛 杜 辉

1.河南科技大学机电工程学院，洛阳，4710002.机械装备先进制造河南省协同创新中心，洛阳，471000

0 引言

作为数控机床的关键零部件，机床主轴单元，特别是主轴轴承的性能直接影响着机床的加工性能[1]。轴承热诱导预紧力由主轴单元的热膨胀与轴承内部负荷反馈产生，会改变轴承负荷分布，直接决定轴承的运行状态[2]，因此实时监测主轴轴承预紧力，对提高主轴单元服役性能和机床加工精度具有重要意义。

主轴单元产热和传热机理对主轴单元热分析建模至关重要，对此，相关学者开展了大量研究[3-5]，但有关主轴轴承预紧力在线测量系统构建的研究却相对较少。李新宁等[6]构建了预紧力测试电路，利用石英谐振式力敏传感器将力信号以频率的形式输出，经采集卡及相应软件处理，实现轴承预紧力的测量，并通过温度补偿电路补偿石英晶体传感器灵敏度随温度的变化。李荣等[7]构建了弹性预紧轴承组件预紧力测试试验台，利用精密力传感器、位移传感器的监测结果绘制轴承加载刚度曲线，根据曲线的拐点来近似确定弹性预紧轴承组件预紧力。何博侠等[8]发明了一种轴向预紧力传感器，通过主轴左右端盖将轴向预紧力施加到弹性敏感元件，弹性敏感元件因受轴向力而产生应变，利用电阻应变效应测出轴向力的大小。邓四二等[9]在确定的轴承系统中，通过测试拟合预紧力-固有频率-支承跨距关系式，以系统固有频率来判断轴承预紧力大小。……