CN104368967B - 一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台 - Google Patents

一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台。本发明的装置由丝杠、第一丝杠螺母、第二丝杠螺母、法兰式套管、法兰式连接盘、连接盘、调节螺母、组合碟簧和力传感器组装而成,结构简单,由于滚珠丝杠副预紧力损失的调整方法是通过调节螺母压缩组合碟簧来实现,便于保证调整效果,而滚珠丝杠副预紧力的测量损失方法是通过力三个传感器测量而成的,保证了测量结果;本发明的实验台结构简单,便于检测上述装置的实用性。

Description

一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台
技术领域
[0001] 本发明涉及属于测量领域,更具体地说,涉及一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台。背景技术
[0002] 滚珠丝杠是数控机床直线传动系统中的重要组成部件,具有低耗能、高精度与高承载等特点,已成为应用最广泛的定位和传动的滚动功能部件之一。在实际使用过程中,由于设计、制造和装配的误差,滚珠丝杠副中滚珠与滚道间总是会存在间隙。而为了解决上述问题,通常采用施加预紧力的方法来消除此类间隙,只有确定合理的预紧力,才能有效地提高滚珠丝杠副的工作稳定性和定位精度,因为过大的预紧力会降低效率、加剧磨损和引起摩擦热。然而,在实际运行的滚珠丝杠副中滚珠与滚道间的摩擦磨损是不可避免的,特别是长时间运行后,磨损量的不断增多会导致滚珠丝杠副预紧力损失程度越来越严重。预紧力损失的存在将严重地影响滚珠丝杠副的动态性能和可靠性,加快损坏滚珠丝杠副。因此,实现滚珠丝杠副预紧力损失的可调整和测量具有重要意义。
[0003] 近几年来滚珠丝杠副预紧力损失的问题逐渐得到了重视,专利公开号为 CN103968024A和CN102788128A的中国发明专利给出了滚珠丝杠副预紧力损失自动补偿的方法。授权公告号为CN202648852U和CN203656087U的中国实用新型专利给出了滚珠丝杠副预紧力测量方法。目前,只有专利公开号为CN103934723A的中国发明专利给出了滚珠丝杠副预紧力损失可控调节和测量的装置,但其预紧力损失的调整方法是分别通过三个螺母压缩弹簧来实现,调整效果很难保证一致。发明内容
[0004] 1.发明要解决的技术问题
[0005] 本发明的目的在于克服现有的滚珠丝杠副预紧力可调整和测量装置的调整效果及测量结果难于保证一致的不足,提供了一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台,采用本发明的技术方案,结构简单,由于滚珠丝杠副预紧力损失的调整方法是通过调节螺母压缩组合碟簧来时实现的,便于保证调整效果,而滚珠丝杠副预紧力损失的测量方法是通过力三个传感器测量而成的,保证了测量结果。
[0006] 2.技术方案[〇〇〇7]为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
[0008]本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,包括丝杠,所述的丝杠上套接有两个旋向相反的法兰型式的第一丝杠螺母和第二丝杠螺母;所述的第一丝杠螺母和第二丝杠螺母之间设置有依次套设在丝杠上的法兰式套管、法兰式连接盘、连接盘;所述的法兰式套管的法兰盘与第一丝杠螺母的法兰盘固连;所述的法兰式套管的套管上设有外螺纹段,该外螺纹段上设置有调节螺母和组合碟簧;所述的组合碟簧的一侧与调节螺母相接触,该组合碟簧的另一侧与法兰式连接盘的法兰盘相接触;所述的法兰式连接盘的连接盘与连接盘之间设置有三个均匀分布的力传感器,该力传感器的一端通过螺纹与法兰式连接盘的连接盘相连,力传感器的另一端通过螺纹与连接盘相连;所述的连接盘与第二丝杠螺母的法兰盘固连。
[0009] 更进一步地,所述的法兰式套管的法兰盘与法兰式连接盘的法兰盘之间通过四根均匀分布的连接杆连接;所述的连接杆与法兰式连接盘的法兰盘的连接处或连接杆与法兰式套管的法兰盘的连接处存在活动间隙。
[0010]本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实验台,包括工作台和上述的滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置,所述的工作台上依次固连有电机、第一轴承座和第二轴承座,所述的滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置的丝杠的一端穿过第一轴承座后通过联轴器与电机的输出轴相连,另一端穿接在第二轴承座上;所述的滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置的第二丝杠螺母上设置有螺母座;所述的螺母座上套设有连接块;所述的连接块通过滑块与导轨滑动连接,该导轨通过垫块安装在工作台上。
[0011 ]更进一步地,所述的连接块包括带缺口的固定块和由缺口的两端向外延伸且水平放置的肩块;所述的固定块套设在螺母座上;所述的两块肩块的下方均固连有滑块。
[0012] 3.有益效果
[0013]采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
[0014] (I)本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,其法兰式套管的套管上设有外螺纹段,该外螺纹段上设置有调节螺母和组合碟簧,组合碟簧的一侧与调节螺母相接触,该组合碟簧的另一侧与法兰式连接盘的法兰盘相接触,通过旋紧调节螺母压缩组合碟簧的方式,利用组合碟簧的作用力与反作用力的特性,使得第一丝杠螺母辅助第二丝杠螺母,以来达到对第二丝杠螺母预紧的目的,不仅能够保证第二丝杠螺母受到的预紧力沿丝杠的轴向均匀分布,而且通过旋转调节螺母实现滚珠丝杠副预紧力损失的精确调整,操作简单、可靠;
[0015] (2)本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,其采用组合碟簧向第二丝杠螺母施加轴向预紧力,而组合碟簧具有缓冲吸振能力强,能以小变形承受大载荷,使用寿命长,维修更换容易的优点;
[0016] (3)本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,其法兰式连接盘的连接盘与连接盘之间设置有三个均匀分布的力传感器,该力传感器的一端通过螺纹与法兰式连接盘的连接盘相连,力传感器的另一端通过螺纹与连接盘相连,连接盘与第二丝杠螺母的法兰盘,利用力传感器可以直接测量出施加的预紧力,同时可以实时监测滚珠丝杠副预紧力的损失程度,实现对滚珠丝杠副预紧力损失的实时调整,从而构建滚珠丝杠副预紧力的主动维护模式,避免了定位精度、工作稳定性、振动与噪声随着预紧力损失程度的加重而逐渐恶化,缩短了滚珠丝杠副停机维护时间,延长了滚珠丝杠副使用寿命;
[0017] (4)本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,其法兰式套管的法兰盘与法兰式连接盘的法兰盘之间通过四根均匀分布的连接杆连接,通过连接杆将法兰式套管与法兰式连接盘连接成一整体,便于安装及拆卸,而连接杆与法兰式连接盘的法兰盘的连接处或连接杆与法兰式套管的法兰盘的连接处存在活动间隙,为了确保装置实现对滚珠丝杠副预紧力损失的可调整和测量的目的;
[0018] (5)本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实验台,其工作台上依次固连有电机、第一轴承座和第二轴承座,滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置的丝杠的一端穿过第一轴承座后通过联轴器与电机的输出轴相连,另一端穿接在第二轴承座上, 滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置的第二丝杠螺母上设置有螺母座,螺母座上套设有连接块,连接块通过滑块与导轨滑动连接,该导轨通过垫块安装在工作台上,结构简单,拆装方便,能够在实验台上实时监测滚珠丝杠副预紧力的损失程度,以便于实现对滚珠丝杠副预紧力损失的实时调整,检测上述滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实用性。附图说明
[0019] 图1为本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的结构示意图;
[0020] 图2为本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实验台的结构示意图。
[0021] 示意图中的标号说明:1、第一丝杠螺母;2、法兰式套管;3、连接杆;4、调节螺母;5、 组合碟簧;6、法兰式连接盘;7、力传感器;8、连接盘;9、第二丝杠螺母;10、丝杠;11、工作台; 12、电机;13、联轴器;14、第一轴承座;16、螺母座;17、连接块;18、导轨;19、第二轴承座。具体实施方式[〇〇22]为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述。[〇〇23] 实施例1
[0024]结合图1,本实施例的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,包括丝杠 10,丝杠10上套接有两个旋向相反的法兰型式的第一丝杠螺母1和第二丝杠螺母9;第一丝杠螺母1和第二丝杠螺母9之间设置有依次套设在丝杠10上的法兰式套管2、法兰式连接盘 6、连接盘8;法兰式套管2的法兰盘与第一丝杠螺母1的法兰盘固连;法兰式套管2的套管上设有外螺纹段,该外螺纹段上设置有调节螺母4和组合碟簧5;组合碟簧5的一侧与调节螺母 4相接触,该组合碟簧5的另一侧与法兰式连接盘6的法兰盘相接触,通过旋紧调节螺母4压缩组合碟簧5的方式,利用组合碟簧5的作用力与反作用力的特性,使得第一丝杠螺母1辅助第二丝杠螺母9,以来达到对第二丝杠螺母9预紧的目的,不仅能够保证第二丝杠螺母9受到的预紧力沿丝杠10的轴向均匀分布,而且通过旋转调节螺母4实现滚珠丝杠副预紧力损失的精确调整,操作简单、可靠,其中采用组合碟簧5向第二丝杠螺母9施加轴向预紧力,而组合碟簧5具有缓冲吸振能力强,能以小变形承受大载荷,使用寿命长,维修更换容易的优点; 法兰式连接盘6的连接盘与连接盘8之间设置有三个均匀分布的力传感器7,该力传感器7的一端通过螺纹与法兰式连接盘6的连接盘相连,力传感器7的另一端通过螺纹与连接盘8相连;连接盘8与第二丝杠螺母9的法兰盘固连,利用力传感器7可以直接测量出施加的预紧力,同时可以实时监测滚珠丝杠副预紧力的损失程度,实现对滚珠丝杠副预紧力损失的实时调整,从而构建滚珠丝杠副预紧力的主动维护模式,避免了定位精度、工作稳定性、振动与噪声随着预紧力损失程度的加重而逐渐恶化,缩短了滚珠丝杠副停机维护时间,延长了滚珠丝杠副使用寿命;法兰式套管2的法兰盘与法兰式连接盘6的法兰盘之间通过四根均匀分布的连接杆3连接,通过连接杆3将法兰式套管2与法兰式连接盘6连接成一整体,便于安装及拆卸;连接杆3与法兰式连接盘6的法兰盘的连接处或连接杆3与法兰式套管2的法兰盘的连接处存在活动间隙,为了确保装置实现对滚珠丝杠副预紧力损失的可调整和测量的目的。
[0025]结合图2,本实施例的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实验台,包括工作台11和上述的滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置,工作台11上依次固连有电机12、第一轴承座14和第二轴承座19,滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置的丝杠10的一端穿过第一轴承座14后通过联轴器13与电机12的输出轴相连,另一端穿接在第二轴承座19上;滚珠丝杠副预紧力调节和测量装置的第二丝杠螺母9上设置有螺母座16;螺母座16上套设有连接块17;连接块17的具体结构为连接块17包括带缺口的固定块和由缺口的两端向外延伸且水平放置的肩块,固定块套设在螺母座16上,两块肩块的下方均固连有滑块;连接块17通过滑块与导轨18滑动连接,该导轨18通过垫块安装在工作台11上,结构简单,拆装方便,能够在实验台上实时监测滚珠丝杠副预紧力的损失程度,以便于实现对滚珠丝杠副预紧力损失的实时调整,检测上述滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实用性。
[0026]本发明的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置及其实验台,结构简单,由于滚珠丝杠副预紧力损失的调整方法是通过调节螺母4压缩组合碟簧5来时实现的,便于保证调整效果,而滚珠丝杠副预紧力损失的测量方法是通过力三个力传感器7测量而成的,保证了测量结果。
[0027]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置,包括丝杠(10),其特征在于:所述的丝杠(10)上套接有两个旋向相反的法兰型式的第一丝杠螺母(I)和第二丝杠螺母(9);所述的第一丝杠螺母(I)和第二丝杠螺母(9)之间设置有依次套设在丝杠(10)上的法兰式套管(2)、法兰式连接盘(6)、连接盘(8);所述的法兰式套管(2)的法兰盘与第一丝杠螺母(I)的法兰盘固连;所述的法兰式套管(2)的套管上设有外螺纹段,该外螺纹段上设置有调节螺母(4)和组合碟簧(5);所述的组合碟簧(5)的一侧与调节螺母(4)相接触,该组合碟簧(5)的另一侧与法兰式连接盘(6)的法兰盘相接触;所述的法兰式连接盘(6)的连接盘与连接盘(8)之间设置有三个均匀分布的力传感器(7),该力传感器(7)的一端通过螺纹与法兰式连接盘(6)的连接盘相连,力传感器(7)的另一端通过螺纹与连接盘(8)相连;所述的连接盘(8)与第二丝杠螺母(9)的法兰盘固连;所述的法兰式套管(2)的法兰盘与法兰式连接盘(6)的法兰盘之间通过四根均匀分布的连接杆(3)连接;所述的连接杆(3)与法兰式连接盘(6)的法兰盘的连接处或连接杆(3)与法兰式套管(2)的法兰盘的连接处存在活动间隙。
2.—种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实验台,其特征在于:包括工作台(11)和权利要求1所述的一种滚珠丝杠副预紧力损失调节和测量装置,所述的工作台(11)上依次固连有电机(12)、第一轴承座(14)和第二轴承座(19),所述的滚珠丝杠副预紧力损失调节和测量装置的丝杠(10)的一端穿过第一轴承座(14)后通过联轴器(13)与电机(12)的输出轴相连,另一端穿接在第二轴承座(19)上;所述的滚珠丝杠副预紧力损失调节和测量装置的第二丝杠螺母(9)上设置有螺母座(16);所述的螺母座(16)上套设有连接块(17);所述的连接块(17)通过滑块与导轨(18)滑动连接,该导轨(18)通过垫块安装在工作台(11)上。
3.根据权利要求2所述的一种滚珠丝杠副预紧力损失可调整和测量装置的实验台,其特征在于:所述的连接块(17)包括带缺口的固定块和由缺口的两端向外延伸且水平放置的肩块;所述的固定块套设在螺母座(16)上;两块所述的肩块的下方均固连有滑块。
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