CN103913384A - 滚珠丝杠副轴向刚度测量仪 - Google Patents

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王建修
田茂林
李玉英
王小牧
任选锋
宋瑜
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Abstract

本发明阐述的滚珠丝杠副轴向刚度测量仪，公开了一种轴向刚度的检测装置，通过该装置准确测量出滚珠丝杠副的轴向刚度。主要由水平状态的底座、分别安装在底座四个角部的立柱、位于底座中间位置的加载机构、位于立柱顶部与底座平行的顶板、位于顶板中部的固定机构、位于被测滚珠丝杠副螺母下部的测量机构及位于测量机构下部的夹紧装置组成。液压装置根据需要施加的轴向力大小进行调节，施加的轴向力与被测滚珠丝杠副的轴线处于同一垂线上。本发明检测装置构造简单，测量准确，轴向变形量测量值误差仅在0.001mm内，轴向力测量值误差在1N内。

Description

滚珠丝杠副轴向刚度测量仪
技术领域
本发明专利属于一种机械部件的检测装置，是用于轴向刚度的测量，具体的说，涉及的是一种滚珠丝杠副轴向刚度检测装置，是在滚珠丝杠副静止条件下，对其进行轴向刚度测量的专用测量设备。
背景技术
滚珠丝杠副是数控机床的核心部件之一，随着机床向高刚性方向发展，滚珠丝杠副作为数控机床的主要传动部件，轴向刚度作为衡量其性能的重要指标，越来越受到主机设计者的重视。滚珠丝杠副受力后，内部变形比较复杂，轴向刚度的计算值与实际值误差较大，因此，需要一种专用的滚珠丝杠副轴向刚度测量仪对其进行轴向刚度测量，以便为用户选型提供准确的数据指导。目前，国内滚珠丝杠副制造企业的性能测量测试设备研发基本还处在起步阶段，试验测量设备比较匮乏，专用的滚珠丝杠副轴向刚度测量测试仪器尚属空白。
发明内容
本发明的目的在于提出一种滚珠丝杠副轴向刚度检测装置，通过该装置准确测量出滚珠丝杠副的轴向刚度，为后续用户选型提供准确的数据指导，并可以为后续滚珠丝杠副的轴向刚度试验提供试验平台。
实现上述目的的技术方案是：一种滚珠丝杠副轴向刚度检测装置，其特征在于：主要由水平状态的底座、分别安装在底座四个角部的立柱、位于底座中间位置的加载机构、位于立柱顶部与底座平行的顶板、位于顶板中部的固定机构、位于被测滚珠丝杠副螺母下部的测量机构及位于测量机构下部的夹紧装置组成。
所述立柱采用同样规格和尺寸作为测量仪的支撑部分。
所述加载机构由液压装置、过渡套及称重传感器组成，液压装置活塞杆顶部的过渡套与称重传感器连接，称重传感器顶端与被测滚珠丝杠副端部的中心孔锥面紧密接触，液压装置可根据需要施加的轴向力大小进行调节，并可在底座上移动，施加的轴向力与被测滚珠丝杠副的轴线处于同一垂线上；称重传感器测量液压装置施加的轴向力大小，通过显示仪显示。
所述固定机构由顶板和法兰盘组成，法兰盘可根据被测滚珠丝杠副螺母外圆尺寸大小进行跟换，法兰盘中部有一个与被测滚珠丝杠副螺母外圆相同尺寸的通孔，通过法兰盘端面的螺纹孔，与被测滚珠丝杠副螺母固定。
所述测量机构包括微位移传感器、支架、压板及V型板，压板和V型板上各有一道V型槽，V型槽与被测滚珠丝杠副丝杠外圆接触，并固定在丝杠表面上；两个支架分别固定在V型板的V型槽两侧，支架上有一个与微位移传感器安装外圆尺寸同大的通孔，微位移传感器固定在通孔中，测量的轴向位移量通过显示仪显示。
进一步的，两个微位移传感器对称布置在被测滚珠丝杠副法兰外端面上，测定被测滚珠丝杠副在受到轴向力后的轴向位移量，由微位移显示仪显示。
所述夹紧装置由挡杆、挡板和压板组成，挡板和压板上各有一道V型槽，V型槽与被测滚珠丝杠副丝杠外圆接触，并固定在丝杠表面上，挡杆一端与挡板固定，同时，挡杆外圆与对角的立柱同侧接触。
本发明检测装置构造简单，安装方便，而且测量准确，轴向变形量测量值误差仅在0.001mm内，轴向力测量值误差在1N内，操作简便，一人即可完成测量操作。
附图说明
图1是本发明主视图。
图2是图1的B-B放大的剖试图。
图3是图1的C-C剖试图。
图中：1、被测的滚珠丝杠副；2、端盖；3、顶板；4、法兰盘；5、微位移传感器；6、压板；7、立柱；8、称重传感器；9、液压装置；10、底座；11、V型板；12、支架；13、挡板；14、压板；15、过渡套；16、挡杆。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：
如图1至图3所示，本发明滚珠丝杠副轴向刚度测量仪，主要由底座10、分别安装在底座10四个角部的立柱7、位于底座10中间位置的加载机构、位于立柱7顶部与底座10平行的顶板3、位于顶板3中部的固定机构、位于被测滚珠丝杠副1螺母下部的测量机构及位于测量机构下部的夹紧装置组成。底座的四个角部上方安装有4根立柱7，立柱7下端与底座固定，立柱上端与顶板3固定(如图1所示)；加载机构位于底座10上面的中心位置，主要由液压装置9、称重传感器8和过渡套15组成，过渡套15下端与液压装置9固定，上端与称重传感器8固定，称重传感器8顶端与被测滚珠丝杠副1端部中心孔接触(如图1所示)；被测滚珠丝杠副1固定机构主要由法兰盘4和端盖2组成，法兰盘4和端盖2位于顶板3中心位置，顶板3中心位置有一个与法兰盘4外圆尺寸相同的孔，法兰盘4装在顶板3孔中，并与顶板3固定，法兰盘4中心有一个与被测滚珠丝杠副1螺母外圆尺寸相同的孔，端盖2位于顶板上面(如图1所示)；测量机构中的V型板11和压板6位于被测滚珠丝杠副1螺母下方，固定在丝杠表面，两个支架12通过螺母固定在V型板11上，微位移传感器5固定在支架12上(如图2所示)；挡板13和压板14位于测量机构的下部，固定在被测滚珠丝杠副1丝杠表面，挡杆16一端与挡板13固定，同时，挡杆16外圆与对角的两根立柱7同侧接触。
对滚珠丝杠副进行轴向刚度测量时，先将被测滚珠丝杠副穿过固定装置，被测滚珠丝杠副螺母固定在法兰盘上，再通过夹紧装置防止被测滚珠丝杠副丝杠转动，然后移动加载机构，使液压装置施加的轴向力需要与被测滚珠丝杠副的轴线处于同一垂线上，调整测量机构中的压板及V型板，使两个微位移传感器接触在被测滚珠丝杠副螺母法兰的外端面上；给液压装置加压，使称重传感器显示仪显示的轴向力数值达到设定值F，停止加压，读取此时微位移传感器显示仪显示的轴向位移量值，轴向力数值除以轴向位移量值即为0～F范围内的刚度。

Claims (7)

1.一种滚珠丝杠副轴向刚度检测装置，其特征在于：主要由水平状态的底座、分别安装在底座四个角部的立柱、位于底座中间位置的加载机构、位于立柱顶部与底座平行的顶板、位于顶板中部的固定机构、位于被测滚珠丝杠副螺母下部的测量机构及位于测量机构下部的夹紧装置组成。
2.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述立柱采用同样规格和尺寸作为测量仪的支撑部分。
3.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述加载机构由液压装置、过渡套及称重传感器组成，液压装置活塞杆顶部的过渡套与称重传感器连接，称重传感器顶端与被测滚珠丝杠副端部的中心孔锥面紧密接触，液压装置可根据需要施加的轴向力大小进行调节，并可在底座上移动，施加的轴向力与被测滚珠丝杠副的轴线处于同一垂线上；称重传感器测量液压装置施加的轴向力大小，通过显示仪显示。
4.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述固定机构由顶板和法兰盘组成，法兰盘可根据被测滚珠丝杠副螺母外圆尺寸大小进行跟换，法兰盘中部有一个与被测滚珠丝杠副螺母外圆相同尺寸的通孔，通过法兰盘端面的螺纹孔，与被测滚珠丝杠副螺母固定。
5.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述测量机构包括微位移传感器、支架、压板及V型板，压板和V型板上各有一道V型槽，V型槽与被测滚珠丝杠副丝杠外圆接触，并固定在丝杠表面上；两个支架分别固定在V型板的V型槽两侧，支架上有一个与微位移传感器安装外圆尺寸同大的通孔，微位移传感器固定在通孔中，测量的轴向位移量通过显示仪显示。
6.按照权利要求5所述的检测装置，其特征在于：两个微位移传感器对称布置在被测滚珠丝杠副法兰外端面上，测定被测滚珠丝杠副在受到轴向力后的轴向位移量，由微位移显示仪显示。
7.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述夹紧装置由挡杆、挡板和压板组成，挡板和压板上各有一道V型槽，V型槽与被测滚珠丝杠副丝杠外圆接触，并固定在丝杠表面上，挡杆一端与挡板固定，同时，挡杆外圆与对角的立柱同侧接触。
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