基于光纖光柵傳感的主軸軸承溫度場監(jiān)測方法研究.pdf

1、熱誤差是影響機床加工精度的重要因素之一。主軸軸承溫度場變化與主軸熱誤差直接相關(guān)，通過監(jiān)測主軸軸承溫度場分析引起主軸熱誤差的因素，進而完成對主軸加工誤差的補償。目前很多方法都應(yīng)用在主軸軸承的溫度場測量上，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)測量方法仍然存在著諸多缺點，如布線復(fù)雜、易受電磁干擾、穩(wěn)定性較差，難以實現(xiàn)分布式監(jiān)測等；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不同波長的光柵進行分布式測量等特點，因此光纖光柵溫度傳感器非常適用于主軸軸承溫度場的測量。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的監(jiān)測中。
　　本文介紹了目前主軸軸承溫度場測量的研究現(xiàn)狀和光纖光柵溫度測量的研究現(xiàn)狀；對復(fù)雜的主軸軸承系統(tǒng)進行了描述，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)分布式測量的溫度傳感器對軸承進行實時監(jiān)測；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的監(jiān)測方法，并對光纖光柵溫度傳感器進行了實驗研究，實驗結(jié)果表明光纖光柵溫度傳感器具有良好的線性度以及測溫靈敏度，能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定地監(jiān)測主軸軸承的溫度場分布；分析了影響主軸軸承溫度場變化的因素，運用ANSYS有限元分析軟件對主軸軸承溫度場進行了仿真分析，得到了不同工況下的主軸軸承溫度場分布規(guī)律，為主軸軸承溫度場測量提供了依據(jù)；隨后針對主軸軸承設(shè)計并搭建了溫度場監(jiān)測系統(tǒng)，分別測量了主軸軸承在不同徑向負(fù)載、不同軸