JP5359262B2 - 工作機械の主軸装置及び工作機械 - Google Patents
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Description
そこで、下記特許文献1では、軸受が組込まれた主軸ユニットのハウジングに温度センサを取付け、この温度センサで検出される温度が閾値以上になったら、軸受などに異常が発生したとして工作機械を停止するなどの方法が採られている。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、軸受内部の異常を予見したり、発生した異常を速やかに検出したりすることが可能な工作機械の主軸装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明の工作機械の主軸装置は、前記検出装置は、主軸内部の軸受異常を検出するものであることを特徴とするものである。
また、本発明の工作機械の主軸装置は、高速回転する工作機械の主軸に用いたことを特徴とするものである。
図1は、本実施形態の工作機械の主軸装置のユニット全体構成図であり、例えば旋盤やフライス盤、マシニングセンタなどの高速回転型汎用工作機械を始め、種々の高速回転型専用工作機械にも用いられるものである。図中の符号1が主軸、符号2はユニットのハウジングである。主軸1は、図の左方からハウジング2内に差し込まれ、ハウジング2の左端開口部にキャップ3を固定して密閉されている。また、差し込まれた主軸1の右方端部にはストッパ4が取付けられ、抜けが防止されている。
軸受の内部ラジアル隙間と接触角の関係は、下記1式で表れる。この1式中の変化した内部ラジアル隙間Δrから接触角αの変化値を算出できる。
また、回転速度比を測定することによって、軸受に作用するアキシャル荷重の検出が可能となる。正常運転時であれば、内外輪の温度変化が小さいため、内外輪の熱膨張差によるラジアル隙間の変化は少ない。ここで、アキシャル荷重が発生した場合を考える。図6、図7に示すように、アキシャル荷重が発生すると、内輪と外輪にアキシャル方向の相対変位が発生する。このアキシャル変位によって、転動体と転動輪との接触角が変化する。この接触角の変化に伴い、転動体の自転速度が変化し、保持器の回転速度が変化する。
また、回転速度の変化を、主軸1の回転速度に対する保持器15の回転速度の比としたことにより、軸受内外輪の温度差や主軸の荷重を適正に検出することができる。
Claims (6)
- 二個以上の複数の軸受を備えた工作機械の主軸装置であって、軸受の転動体を保持する保持器に設けられたエンコーダと、非回転部材に取付けられ且つ前記エンコーダの回転速度を検出する回転センサと、前記回転センサで検出されたエンコーダの回転速度から前記保持器の回転速度の変化を検出し、その回転速度の変化から軸受内外輪の温度差を算出する検出装置を備えたことを特徴とする工作機械の主軸装置。
- 前記回転速度の変化を、主軸の回転速度に対する保持器の回転速度の比としたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械の主軸装置。
- 予め取得した回転速度比と内外輪温度差との関係から、前記回転速度の比に基づいて内外輪温度差を求め、予め設定された閾値を前記内外輪温度差が超えたら前記主軸の回転を止める又は前記主軸の回転速度を小さくすることを特徴とする請求項2に記載の工作機械の主軸装置。
- 前記検出装置は、主軸内部の軸受異常を検出するものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の工作機械の主軸装置。
- 高速回転する工作機械の主軸に用いたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の工作機械の主軸装置。
- 前記請求項1乃至5の何れか一項に記載の工作機械の主軸装置を備えた工作機械。
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