CN103868687A - 滚珠丝杠副故障测试实验台 - Google Patents

滚珠丝杠副故障测试实验台 Download PDF

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胡建中
张子锋
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Abstract

一种滚珠丝杠副故障测试实验台，包括实验台机座，在机座上设有两支承座，在两支承座之间设有标准滚珠螺母支撑座和待测滚珠螺母支撑座，在两滚珠螺母支撑座上分别设有两导轨滑孔及滚珠螺母安装孔，在导轨滑孔内分别设有导轨，且导轨的两端分别与两支承座连接，在标准滚珠螺母安装孔内设有标准滚珠螺母，标准滚珠螺母支撑座上设有两凸起，待测滚珠螺母安装孔用于安装待测滚珠螺母，两滚珠螺母内分别螺纹连接有滚珠丝杠，在两滚珠螺母支撑座之间设有两弹簧，且两弹簧两端分别与标准滚珠螺母支撑座和待测滚珠螺母支撑座连接，在机座上设有两电机，带动两滚珠丝杠转动，两螺母支撑座直线移动。

Description

滚珠丝杠副故障测试实验台
技术领域
    本发明涉及一种加载的滚珠丝杠副故障测试实验台。
背景技术
    滚珠丝杠副的故障会严重影响数控机床的轴向定位，目前国内针对滚珠丝杠副性能的研究较为全面，但滚珠丝杠副的故障研究存在不足。针对滚珠丝杠副的故障实验设计存在不足，设计一种滚珠丝杠副故障测试实验台，便于采集故障振动信号。
    为了测试滚珠丝杠副在受轴向力作用下的振动信号，给滚珠丝杠副施加轴向载荷。专利号为201010039688.6和201010101178.7的中国发明专利公开了滚珠丝杠副轴向加载结构，但由于其采用液压系统提供轴向力，活塞杆与滚珠螺母固定连接，极大地削弱了滚珠丝杠副的振动信号。因此设计一台加载的滚珠丝杠副故障测试实验台。
发明内容
    本发明是针对滚珠丝杠副故障测试问题，提供一种加载的滚珠丝杠副故障测试实验台，本发明具有测试精度高的优点。
本发明的技术方案如下：
一种滚珠丝杠副故障测试实验台，包括：机座，在机座上设有第一支承座和第二支承座，在第一支承座和第二支承座之间设有标准滚珠螺母支撑座和待测滚珠螺母支撑座，在标准滚珠螺母支撑座设有第一导轨滑孔、第二导轨滑孔及标准滚珠螺母安装孔，所述标准滚珠螺母安装孔位于第一导轨滑孔与第二导轨滑孔之间，在第一导轨滑孔和第二导轨滑孔内分别设有第一导轨和第二导轨，并且，第一导轨和第二导轨的两端分别与第一支承座和第二支承座连接，在标准滚珠螺母安装孔设有标准滚珠螺母，在所述标准滚珠螺母内螺纹连接有标准滚珠丝杠且标准滚珠丝杠的两端分别与第一支承座和第二支承座转动连接，在标准滚珠螺母支撑座上还设有第一凸起和第二凸起；在待测滚珠螺母支撑座上设有第三导轨滑孔、第四导轨滑孔及待测滚珠螺母安装孔，所述待测滚珠螺母安装孔位于第三导轨滑孔与第四导轨滑孔之间，在第三导轨滑孔和第四导轨滑孔内分别设有第三导轨和第四导轨，并且，第三导轨和第四导轨的两端分别与第一支承座和第二支承座连接，所述待测滚珠螺母安装孔用于安装待测滚珠螺母，所述待测滚珠螺母用于螺纹连接待测滚珠丝杠，且在第一支承座和第二支承座分别设有用于转动连接待测滚珠丝杠的支承；在标准滚珠螺母支撑座和待测滚珠螺母支撑座之间设有第一弹簧和第二弹簧，且第一弹簧的两端分别与第一凸起和待测滚珠螺母支撑座连接，第二弹簧分别与第二凸起和待测滚珠螺母支撑座连接，在机座上设有能够实现同步转动且分别用于带动标准滚珠丝杠和待测滚珠丝杠的第一电机和第二电机。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
    实验台装置中，轴向力通过标准螺母支撑座、待测滚珠螺母支撑座和第一弹簧、第二弹簧接触变形产生。同时可以调整标准螺母支撑座与待测滚珠螺母支撑座之间的距离，改变第一弹簧和第二弹簧的压缩变形量，改变轴向力的大小。
    工作时，控制第一电机和第二电机同步转动，标准滚珠螺母支撑座和待测滚珠螺母支撑座根据电机转动方向以相同的直线速度沿着丝杠向前或后移动，通过第一弹簧和第二弹簧给滚珠丝杠副施加稳定的轴向力。为了保证轴向力足够大，本实验台使用磨具弹簧，数据采集软件通过传感器采集滚珠丝杠副振动信号。
    本实验台装置与专利号为201010039688.6和201010101178.7的中国发明专利公开了滚珠丝杠副轴向加载结构相比，其优点在于加载在滚珠丝杠副轴向力通过压缩弹簧产生的变形产生的。实验过程中，采集滚珠丝杠副故障振动信号时，由于弹簧具有弹性，因此对滚珠丝杠副的振动信号削弱较小，从而保证本发明具有测试精度高的优点，而在专利号为201010039688.6和201010101178.7的中国发明专利中，将活塞杆与滚珠螺母固定在一起，活塞杆抵住滚珠螺母，由于液压装置中液压油的压缩量很小，因此活塞杆几乎不动，这极大地削弱了滚珠螺母的振动信号，影响实验结果。
实验台采用两组相同型号的滚珠丝杠副，可以保证工作运行过程中，标准螺母支撑座与待测滚珠螺母支撑座同步移动，从而提供稳定的轴向力；通过调整标准螺母支撑座与待测滚珠螺母支撑座之间的距离，改变弹簧的压缩量，继而改变轴向力的大小，给滚珠丝杠副提供可控大小的轴向力；采用磨具弹簧可以给滚珠丝杠副较大的力，同时采用弹簧提供轴向力，对振动信号的削弱较少；分析不同类型的故障，可以直接更换故障滚珠丝杠副，进行实验采集信号，操作简单。
附图说明
图1为滚珠丝杠副故障测试实验台结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B视图。
图4为标准滚珠螺母支撑座、待测滚珠螺母支撑座与第一弹簧、第二弹簧的安装三维视图。
实验台的具体结构为：
1.机座，2.第一支承座，3.标准滚珠丝杠，4.标准滚珠螺母支撑座，5.标准滚珠螺母，6.待测滚珠螺母支撑座，7.磁盘，8.加速度传感器，9.待测滚珠螺母，10.螺钉，11.待测滚珠丝杠，12.第二支承座，13.第一联轴器，14.第一电机， 15.第二电机，16.第二联轴器，17.第三导轨，18.第一导轨，19.第四导轨，20.第二弹簧，21.第一弹簧，22第二导轨， 23. 第三导轨滑孔，24. 待测滚珠螺母安装孔，25. 第四导轨滑孔，26.第一凸起，27.第二凸起，28.第一导轨滑孔，29.标准滚珠螺母安装孔，30. 第二导轨滑孔。 
具体实施方式
参照图1、2、3和4，本发明的滚珠丝杠副故障测试实验台包括：机座1，在机座1上设有第一支承座2和第二支承座12，在两之间设有标准滚珠螺母支撑座4和待测滚珠螺母支撑座6；在标准滚珠螺母支撑座4上设有第一导轨滑孔28、第二导轨滑孔30及位于第一导轨滑孔28与第二导轨滑孔30之间的标准滚珠螺母安装孔29，在两导轨滑孔内分别设有第一导轨18和第二导轨22，且两导轨的两端分别与第一支承座2和第二支承座12连接，在标准滚珠螺母安装孔29设有标准滚珠螺母5，标准滚珠螺母5内螺纹连接有标准滚珠丝杠3且标准滚珠丝杠3的两端分别与第一支承座2和第二支承座12转动连接，在标准滚珠螺母支撑座4上还设有第一凸起26和第二凸起27；在待测滚珠螺母支撑座6上设有第三导轨滑孔23、第四导轨滑孔25及位于第三导轨滑孔23与第四导轨滑孔25之间的待测滚珠螺母安装孔24，在第三导轨滑孔23和第四导轨滑孔25内分别设有第三导轨17和第四导轨19，且两导轨的两端分别与第一支承座2和第二支承座12连接，待测滚珠螺母安装孔24用于安装待测滚珠螺母9，待测滚珠螺母9用于螺纹连接待测滚珠丝杠11，且在第一支承座2和第二支承座12分别设有用于转动连接待测滚珠丝杠11的支承；在标准滚珠螺母支撑座4和待测滚珠螺母支撑座6之间设有第一弹簧21和第二弹簧20，且第一弹簧21的两端分别与第一凸起26和待测滚珠螺母支撑座6连接，第二弹簧20分别与第二凸起27和待测滚珠螺母支撑座6连接；在机座1上设有能够实现同步转动且分别用于带动标准滚珠丝杠3和待测滚珠丝杠11的第一电机14和第二电机15。
    实验开始前，将待测滚珠丝杠副和标准滚珠丝杠副安装在第一支承座2和第二支承座12之间，控制第二电机转动，调整标准滚珠螺母支撑座4和待测滚珠螺母支撑座之间6的距离，调整滚珠丝杠副所受到的轴向力。实验开始时，控制第一电机14和第二电机15同步转动，保证标准滚珠螺母支撑座4和待测滚珠螺母支撑座6之间的距离不变，从而保证实验过程中滚珠丝杠副受到恒定的轴向力，数据采集软件采集滚珠丝杠副的振动信号。

Claims (1)

1.一种滚珠丝杠副故障测试实验台，包括：机座（1），其特征在于，
在机座（1）上设有第一支承座（2）和第二支承座（12），在第一支承座（2）和第二支承座（12）之间设有标准滚珠螺母支撑座（4）和待测滚珠螺母支撑座（6）；
在标准滚珠螺母支撑座（4）上设有第一导轨滑孔（28）、第二导轨滑孔（30）及标准滚珠螺母安装孔（29），所述标准滚珠螺母安装孔（29）位于第一导轨滑孔（28）与第二导轨滑孔（30）之间，在第一导轨滑孔（28）和第二导轨滑孔（30）内分别设有第一导轨（18）和第二导轨（22），并且，第一导轨（18）和第二导轨（22）的两端分别与第一支承座（2）和第二支承座（12）连接，在标准滚珠螺母安装孔（29）内设有标准滚珠螺母（5），在所述标准滚珠螺母（5）内螺纹连接有标准滚珠丝杠（3）且标准滚珠丝杠（3）的两端分别与第一支承座（2）和第二支承座（12）转动连接，在标准滚珠螺母支撑座(4)上还设有第一凸起（26）和第二凸起（27）；
在待测滚珠螺母支撑座（6）上设有第三导轨滑孔（23）、第四导轨滑孔（25）及待测滚珠螺母安装孔（24），所述待测滚珠螺母安装孔（24）位于第三导轨滑孔（23）与第四导轨滑孔（25）之间，在第三导轨滑孔（23）和第四导轨滑孔（25）内分别设有第三导轨（17）和第四导轨（19），并且，第三导轨（17）和第四导轨（19）的两端分别与第一支承座（2）和第二支承座（12）连接，所述待测滚珠螺母安装孔（24）用于安装待测滚珠螺母（9），所述待测滚珠螺母（9）用于螺纹连接待测滚珠丝杠（11），且在第一支承座（2）和第二支承座（12）分别设有用于转动连接待测滚珠丝杠的支承；
在标准滚珠螺母支撑座（4）和待测滚珠螺母支撑座（6）之间设有第一弹簧（21）和第二弹簧（20），且第一弹簧（21）的两端分别与第一凸起（26）和待测滚珠螺母支撑座(6)连接，第二弹簧（20）分别与第二凸起（27）和待测滚珠螺母支撑座(6) 连接；
在机座(1)上设有能够实现同步转动且分别用于带动标准滚珠丝杠（3）和待测滚珠丝杠（11）的第一电机（14）和第二电机（15）。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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