CN103543008A - 一种螺旋传动机构特性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于传动性能试验技术，具体涉及一种螺旋传动机构特性试验装置。其特点在于：它包括底座，以及同轴设置在底座上依次连接的加载作动器、测试组件和驱动组件；所述的加载作动器包括电机、与电机连接的作动缸；所述的测试组件包括固定在底座上的导轨和丝杆支撑、与导轨滑动配合的滑块、固定在滑块上的测试支架、固定在测试支架上的夹紧套；所述的驱动组件包括驱动电机、与驱动电机连接的扭矩传感器，驱动电机通过驱动电机支架固定在底座上，扭矩传感器通过传感器支架固定在底座上。

Description

一种螺旋传动机构特性试验装置

技术领域

本发明涉及传动性能试验技术，具体涉及一种螺旋传动机构特性试验装置。

背景技术

航天伺服系统需求工作时间长，同时要求其效率高，系统质量轻、结构空间小。因此必须对伺服系统中滚动丝杠的特性进行试验，以确保其能够在大承载、中低转速、短时工作且润滑受限的条件下工作。同时为了获取滚动丝杠的轻小化及特殊环境下的适用研究试验数据，迫切需要一种针对滚动丝杠的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对伺服系统中滚动丝杠的传动特性研究的螺旋传动机构特性试验装置，它能够为滚动丝杠的轻小化及特殊环境适用研究提供试验数据支撑。

实现本发明目的的技术方案：

一种螺旋传动机构特性试验装置，包括底座，以及同轴设置在底座上依次连接的加载作动器、测试组件和驱动组件；所述的加载作动器包括电机、与电机连接的作动缸；所述的测试组件包括固定在底座上的导轨和丝杆支撑、与导轨滑动配合的滑块、固定在滑块上的测试支架、固定在测试支架上的夹紧套；所述的驱动组件包括驱动电机、与驱动电机连接的扭矩传感器，驱动电机通过驱动电机支架固定在底座上，扭矩传感器通过传感器支架固定在底座上。

如上所述的一种螺旋传动机构特性试验装置，加载作动器通过滑台与底座连接，其中，电机通过电机支架安装在滑台上，作动缸直接安装在滑台上，电机和作动缸通过梅花联轴器连接；底座上通过螺杆支架安装有调整螺杆，与调整螺杆相匹配的调整螺母与滑台固定连接。

如上所述的一种螺旋传动机构特性试验装置，丝杠支撑由螺钉固连在底座上，丝杠支撑开有内孔，内孔中安装两个角接触轴承，被测丝杠装于轴承孔内，并通过平键与轴套法兰相连，轴套法兰通过螺栓与法兰轴固连。

如上所述的一种螺旋传动机构特性试验装置，作动缸输出轴通过加载端销轴与加载端联接块连接；测试支架通过测试端销轴与测试端联接块连接，加载端联接块和测试端联接块之间安装拉压传感器。

本发明的效果在于：加载电机与作动器固定于轴向位置可调的滑台上，满足更广范围的滚动丝杠测试需要，如滚珠丝杠和滚柱丝杠。底座采用铸件，螺母导向结构采用导轨滑块的通用结构，对于不同规格的滚动丝杠，只需更换夹紧套即可，适用范围广。测试仪接受由拉压传感器与扭矩传感器采集的被测丝杠输出轴向载荷和输入转矩信号，依据轴向载荷与输入转矩之间对应关系测算出被测丝杠在不同润滑和载荷条件下的传动效率和摩擦力矩，从而实现功率30kW以下伺服作动器用滚动丝杠在不同润滑条件的动态和静态测试，实现加载条件可控，并可以完成短时静态、单向超载以及长时试验。

附图说明

图1为本发明所提供的一种螺旋传动机构特性试验装置主视图；

图2为本发明所提供的一种螺旋传动机构特性试验装置俯视图。

图中：1底座、2滑台、3电机、4电机支架、5梅花联轴器、6作动缸、7加载端销轴、8加载端联结块、9测试端联结块，10测试端销轴、11测试支架、12夹紧套、13被测螺母和丝杠组件、14角接触轴承、15丝杠支撑、16轴套法兰、17锁紧螺母、18法兰轴、19梅花联轴器、20扭矩传感器、21传感器支架、22梅花联轴器、23滑块、24拉压传感器、25导轨、26螺杆支架、27调整螺杆、28调整螺母、29压块、33、驱动电机、34驱动电机支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1、图2所示，本发明的包括底座1，以及同轴设置在底座1上依次连接的加载作动器、测试组件和驱动组件。加载作动器包括电机3、与电机3连接的作动缸6。加载作动器包括电机3、与电机3连接的作动缸6。测试组件包括固定在底座1上的导轨25和丝杆支撑15、与导轨25滑动配合的滑块23、固定在滑块23上的测试支架11、固定在测试支架11上的夹紧套12。驱动组件包括驱动电机33、与驱动电机33连接的扭矩传感器20，驱动电机33通过驱动电机支架34固定在底座1上，扭矩传感器20通过传感器支架21固定在底座1上。

整个测试台都安装在底座1上，滑台2在底座1上可以滑动。调整螺杆27通过螺杆支架26安装在底座上，与调整螺母28组成螺旋副，螺杆的转动可以转化为螺母的直线运动，调整螺母28同时与滑台2相固连，这样通过转动螺杆27可以调整滑台2的轴向位置。

加载作动器部分：电机3通过电机支架组件4安装在滑台2上，作动缸6直接安装在滑台2上，电机3和作动缸6通过梅花联轴器5连接在一起。

作动缸6输出轴和加载端联接块8通过加载端销轴7连接。测试支架11和测试端联接块9通过销轴10连接，加载端联接块8和测试端联接块9之间安装拉压传感器24。

驱动组件部分：驱动电机33通过驱动支架组件34安装在底座上，驱动电机33输出轴与扭矩传感器20通过梅花联轴器22连接在一起。扭矩传感器20通过传感器支架21安装在底座上。扭矩传感器20与法兰轴18通过梅花联轴器19连接在一起。

丝杠支撑15由螺钉固连在底座1上，内孔中安装两个角接触轴承14，被测丝杠13装于轴承孔内，且通过平键与轴套法兰16相连，由锁紧螺母17限定丝杠轴向窜动。轴套法兰16则于驱动端的法兰轴18由螺栓固连。

测试组件部分：导轨25由螺钉固定在底座1上，被测丝杠的螺母13由夹紧套12夹紧，夹紧套12则与测试支架11固连，测试支架11的下板则固定在滑块23上，借助于滑块23与导轨25的直线滑动配合，起到对螺母支撑、防转和直线导向的作用。该结构可以承担因安装和制造误差，从作动缸关节轴承，即加载端销轴7处，端经由测试联结块9传递过来的轴向载荷产生的径向分量，使滚动丝杠避免直接承受径向力，影响测试结果。

驱动电机将工作在1、3象限，即转矩生成方向与转子运行方向相同；加载电机则工作于2、4象限，即转矩生成方向与转子运行方向相反。

本装置的工作原理：在测试仪中完成舵机或喷管位置指令到丝杠螺母位置指令的转化和负载载荷谱定义，驱动器接收位置指令使丝杠在驱动电机带动下按照指令旋转；加载控制器将驱动电机端的旋变编码器间接测量的丝杠转角转化为舵机或喷管摆角的同时，根据测试仪传来的载荷谱参数将当前摆角下的负载力矩转化加载电机的加载转矩指令，并下达给加载电机的驱动器，最后加载电机通过作动器将轴向力作用于丝杠螺母，并实现测试。

本装置可以通过被测丝杠在许用效率下限之上的运行时间和对应的载荷评价丝杠的承载能力，本装置还可以通过在测试支架和工作台面之间加装光栅尺，在扭矩传感器与被测丝杠之间加装圆光栅的方式，实现导程误差测试和静刚度测试以及动态响应测试。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种螺旋传动机构特性试验装置，其特征在于：包括底座（1），以及同轴设置在底座（1）上依次连接的加载作动器、测试组件和驱动组件；所述的加载作动器包括电机（3）、与电机（3）连接的作动缸（6）；所述的测试组件包括固定在底座（1）上的导轨（25）和丝杆支撑（15）、与导轨（25）滑动配合的滑块（23）、固定在滑块（23）上的测试支架（11）、固定在测试支架（11）上的夹紧套（12）；所述的驱动组件包括驱动电机（33）、与驱动电机（33）连接的扭矩传感器（20），驱动电机（33）通过驱动电机支架（34）固定在底座（1）上，扭矩传感器（20）通过传感器支架（21）固定在底座（1）上。

2.按照权利要求1所述的一种螺旋传动机构特性试验装置，其特征在于：所述的加载作动器通过滑台（2）与底座（1）连接，其中，电机（3）通过电机支架（4）安装在滑台（2）上，作动缸（6）直接安装在滑台（2）上，电机（3）和作动缸（6）通过梅花联轴器（5）连接；底座（1）上通过螺杆支架（26）安装有调整螺杆（27），与调整螺杆（27）相匹配的调整螺母（28）与滑台（2）固定连接。

3.按照权利要求1所述的一种螺旋传动机构特性试验装置，其特征在于：所述的丝杠支撑（15）由螺钉固连在底座（1）上，丝杠支撑（15）开有内孔，内孔中安装两个角接触轴承（14），被测丝杠（13）装于轴承孔内，并通过平键与轴套法兰（16）相连，轴套法兰（16）通过螺栓与法兰轴（18）固连。

4.按照权利要求1所述的一种螺旋传动机构特性试验装置，其特征在于：所述的作动缸（6）输出轴通过加载端销轴（7）与加载端联接块（8）连接；测试支架（11）通过测试端销轴（10）与测试端联接块（9）连接，加载端联接块（8）和测试端联接块（9）之间安装拉压传感器（24）。

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