基于光纖光柵傳感的主軸軸承溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、熱誤差是影響機(jī)床加工精度的重要因素之一。主軸軸承溫度場(chǎng)變化與主軸熱誤差直接相關(guān)，通過(guò)監(jiān)測(cè)主軸軸承溫度場(chǎng)分析引起主軸熱誤差的因素，進(jìn)而完成對(duì)主軸加工誤差的補(bǔ)償。目前很多方法都應(yīng)用在主軸軸承的溫度場(chǎng)測(cè)量上，然而傳統(tǒng)方法大多數(shù)都是基于電類傳感器，這些傳統(tǒng)測(cè)量方法仍然存在著諸多缺點(diǎn)，如布線復(fù)雜、易受電磁干擾、穩(wěn)定性較差，難以實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)測(cè)等；另一方面，光纖光柵作為一種新型溫度傳感器，除了具有普通傳感器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有體積小、不受電磁干擾、耐腐蝕

2、、穩(wěn)定性好，能夠在一根光纖中串接多個(gè)不同波長(zhǎng)的光柵進(jìn)行分布式測(cè)量等特點(diǎn)，因此光纖光柵溫度傳感器非常適用于主軸軸承溫度場(chǎng)的測(cè)量。在這種背景下本文提出將光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用于主軸軸承溫度場(chǎng)的監(jiān)測(cè)中。
　　本文介紹了目前主軸軸承溫度場(chǎng)測(cè)量的研究現(xiàn)狀和光纖光柵溫度測(cè)量的研究現(xiàn)狀；對(duì)復(fù)雜的主軸軸承系統(tǒng)進(jìn)行了描述，并指出軸承溫度分布隨著切削力、轉(zhuǎn)速的變化而變化，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)分布式測(cè)量的溫度傳感器對(duì)軸承進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；另外，介紹了光纖光柵溫度

3、感知原理以及光纖光柵主軸軸承溫度場(chǎng)的監(jiān)測(cè)方法，并對(duì)光纖光柵溫度傳感器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光纖光柵溫度傳感器具有良好的線性度以及測(cè)溫靈敏度，能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定地監(jiān)測(cè)主軸軸承的溫度場(chǎng)分布；分析了影響主軸軸承溫度場(chǎng)變化的因素，運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)主軸軸承溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，得到了不同工況下的主軸軸承溫度場(chǎng)分布規(guī)律，為主軸軸承溫度場(chǎng)測(cè)量提供了依據(jù)；隨后針對(duì)主軸軸承設(shè)計(jì)并搭建了溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分別測(cè)量了主軸軸承在不同徑向負(fù)載、不同軸