CN104792640A - 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台 - Google Patents

一种滚珠丝杠副磨损测量试验台 Download PDF

Info

Publication number
CN104792640A
CN104792640A CN201510164393.4A CN201510164393A CN104792640A CN 104792640 A CN104792640 A CN 104792640A CN 201510164393 A CN201510164393 A CN 201510164393A CN 104792640 A CN104792640 A CN 104792640A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball screw
slide plate
screw assembly
push rod
constant force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510164393.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104792640B (zh
Inventor
汤文成
徐楠楠
李建勋
徐向红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510164393.4A priority Critical patent/CN104792640B/zh
Publication of CN104792640A publication Critical patent/CN104792640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104792640B publication Critical patent/CN104792640B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明的滚珠丝杠副磨损量测量试验台，包括底板，各带一滑块的两平行设置于底板上方两侧端部的导轨，与导轨垂直、固定安装于两滑块上的滑板，所述滑板上开设有一个安装孔，滚珠丝杠副穿过安装孔，丝杠螺帽与安装孔固定连接，丝杠轴与导轨平行；所述丝杠轴一端穿过轴承座与联轴器连接，联轴器另一端连接伺服电机；所述伺服电机一侧安装有运动方向与滚珠丝杠副一致的恒力输出装置；所述滑板底部设置有位移传感器。本发明的测试试验台，在丝杆磨损过程中通过丝杠轴可以带动滑板作精确速度的直线运动，通过位移测量模块来确定位置、限定工作范围，可以以恒定轴向预紧力作用下随时测试该滚珠丝杠磨损量。

Description

一种滚珠丝杠副磨损测量试验台
技术领域
本发明属于滚珠丝杠副动力学性能技术领域，具体涉及滚珠丝杠副磨损量测试实验台。
背景技术
精密滚珠丝杠副是数控机床的关键功能部件，其制造水平的高低在很大程度上决定了数控机床的精度高低。滚珠丝杠副在使用一定时间后，表面材料会有部分剥落，滚珠和轨道产生间隙，直接影响机床等设备使用精度。滚珠和轨道的外形尺寸、材料技术、加工工艺、所使用的工况是正确理解丝杠力学性能、磨损、寿命的关键。通常人们拆开磨损的丝杠区测量丝杠副的磨损量，费时费力，且多次拆装，多次测量丝杠副的磨损量，容易直接损伤丝杠，重复装配可能产生新的精度误差，且拆开后容易导致装配不上或者装配很麻烦。
因此，实现丝杠副在不拆的情况下进行力学性能多项目的实验测试是十分必要的，而相关的实验测试装置的开发是不可缺少的。随着机械产品、数控机床向高速化、高精度化、复合化与环保化方向发展，对滚珠丝杠副的性能提出了越来越高的要求。丝杠副磨损量随着实验数据的缺少，对丝杠副力学模型的研究产生不利的影响。磨损量是滚珠丝杠副的重要的使用性能参数，它直接影响到定位精度、使用寿命能量的损耗、温度的变化(过分的温升将导致润滑剂恶化、磨损加剧，甚至导致工作表面烧伤)以及噪声、振动的变化，因此磨损量的实时测量是滚珠丝杠副很有必要。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种滚珠丝杠副磨损测量试验台，结构简单，在不拆开滚珠丝杠的前提下，能间接测量滚珠丝杠磨损量，且能多次测量不同时期的滚珠丝杠副磨损量，保证了丝杠完好无损且测试方便易行，结果可靠。
本发明的技术方案是：一种滚珠丝杠副磨损测量试验台，包括底板，各带一滑块的两平行设置于底板上方两侧端部的导轨，与导轨垂直、固定安装于两滑块上的滑板，所述滑板上开设有一个安装孔，滚珠丝杠副穿过安装孔，丝杠螺帽与安装孔固定连接，丝杠轴与导轨平行；所述丝杠轴一端穿过轴承座与联轴器连接，联轴器另一端连接伺服电机；所述伺服电机一侧安装有运动方向与滚珠丝杠副一致的恒力输出装置；所述滑板底部设置有位移传感器。
进一步的，所述恒力输出装置底部设置有垫块二，所述轴承座底部设置有垫块一。
进一步的，所述滑板下方设置有与位移传感器滑动连接的位移传感器导向板，所述位移传感器导向板与导轨平行。
进一步的，所述恒力输出装置为RCP2-RA10C-I-86P-2.5-50-P2-P-B型号电缸。自带测量电缸推杆位移距离的功能，能够在电缸的推杆推出并以恒力压在滑板上的同时，测量出推杆位移数值。
本发明还提供一种滚珠丝杠副磨损测量方法，具体步骤如下：
步骤一、首先，通过伺服电机带动联轴器旋转，联轴器带动丝杠轴旋转，丝杠轴旋转驱动套在丝杠螺帽上的滑板移动，将滑板运行到初始位置；所述初始位置为由位移传感器预设定的在恒力输出装置的推杆伸缩范围内的一固定位置；
步骤二、恒力输出装置的推杆推出并以恒力压在滑板上，记录初始推杆位移数值A，并收回推杆；
步骤三、控制滑板经过一定时间反复运行后停止在初始位置；
步骤四、再次将恒力输出装置的推杆推出并以恒力压在滑板上，记录当前推杆位移数值B，两个数值A和B差的绝对值即为当前滚珠丝杠副磨损量。
进一步的，步骤三中所述一定时间为10-200h。
进一步的，步骤一和步骤二结束后，按照步骤三和步骤四反复试验，测量记录不同时期的推杆位移数值，并与初始推杆位移数值A比较，测量记录不同时期的滚珠丝杠副磨损量。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明是滚珠丝杠副磨损量测量试验台，间接地实时测量丝杠副磨损量。通常，人们需要拆开磨损后的丝杠，费时费力，且多次拆装，多次测量丝杠副的磨损量，这样容易直接损伤丝杠、重复装配可能产生新的精度误差，且拆开后容易导致装配不上或者装配很麻烦。实验测试数据就会要求丝杠副磨损过程里进行多次测量，记录数值，比较数值。在不拆开滚珠丝杠的前提下，本发明装置能间接测量滚珠丝杠磨损量，这种测量方法在业界还是首次。由于丝杠副工作工况的复杂性和多样性，本技术能多次测量磨损量，保证了丝杠完好无损且测试方便易行，结果可靠。伺服电机使丝杠按照实验要求速度和加速度平稳运行。高精度的位移传感器严格控制丝杠行程范围和起停位置。恒力输出装置高精度恒力推力给丝杠螺母所需的预紧力，其测试精度主要取决于力传感器和位移传感器，因此测试精度相对较高，例如高精度的电缸等装置能够满足测试的精度要求。
本实验台的组件较少，且结构简单，因此加工成本较低，操作简单；此外，本装置的各组件尺寸较小，因此携带方便。
附图说明
图1是测试实验台示意图。
图2是测试实验台剖视图。
图3是底板结构示意图。
图4是导轨结构示意图。
图5是滑块结构示意图。
图6是滑板示意图。
图7是伺服电机结构示意图。
图8是联轴器示意图。
图9是轴承座结构示意图。
图10是垫板一结构示意图。
图11是丝杠轴结构示意图。
图12是丝杠螺帽结构示意图。
图13是位移传感器结构示意图。
图14是恒力输出装置结构示意图。
图15是垫块二结构示意图。
图16是电机固定座结构示意图。
图中有：1底板、2导轨、3滑块、4滑板、5伺服电机、6联轴器、7轴承座、8垫板一、9丝杠轴、10丝杠螺帽、11位移传感器滑块、12位移传感器底座、13恒力输出装置、14垫块二、15电机固定座。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。
本发明的滚珠丝杠副磨损量测量试验台包括底板1，各带一滑块3的两平行设置于底板1上方两侧端部的导轨2，与导轨2垂直、固定安装于两滑块3上的滑板4，所述滑板4上开设有一个安装孔，滚珠丝杠副穿过安装孔，丝杠螺帽10与安装孔固定连接，丝杠轴9与导轨2平行；所述丝杠轴9一端穿过轴承座7与联轴器6连接，联轴器6另一端连接伺服电机5；所述伺服电机5安装在电机固定座15上，所述电机固定座15的下侧连接底板1。所述伺服电机5一侧安装有运动方向与滚珠丝杠副一致的恒力输出装置13；所述滑板4底部设置有位移传感器11。
所述滑板4下方设置有与位移传感器11滑动连接的位移传感器导向板12，所述位移传感器导向板12与导轨2平行。垫板一8放在轴承座7下方。垫块二14在恒力输出装置13下方。其支撑作用。
伺服电机、位移传感器、恒力输出装置如：RCP2-RA10C-I-86P-2.5-50-P2-P-B型号电缸较为普遍，自带测量电缸推杆位移距离的功能，能够在电缸的推杆推出并以恒力压在滑板上的同时，测量出推杆位移数值。它们的结构较为常见，因此其内部结构以及连接关系不作详细说明。
采用本测试实验台进行测试的操作步骤：
步骤一、首先，通过伺服电机带动联轴器旋转，联轴器带动丝杠轴旋转，丝杠轴旋转驱动套在丝杠螺帽上的滑板移动，将滑板运行到初始位置；所述初始位置为由位移传感器预设定的在恒力输出装置的推杆伸缩范围内的一固定位置；
步骤二、恒力输出装置的推杆推出并以恒力压在滑板上，记录初始推杆位移数值A，并收回推杆；
步骤三、控制滑板经过10h反复运行后停止在初始位置；
步骤四、再次将恒力输出装置的推杆推出并以恒力压在滑板上，记录当前推杆位移数值B，两个数值A和B差的绝对值即为当前滚珠丝杠副磨损量。
进一步的，步骤一和步骤二结束后，按照步骤三和步骤四反复试验，测量记录不同时期(20h、50h、100h、200h)的推杆位移数值，并与初始推杆位移数值A比较，测量记录不同时期的滚珠丝杠副磨损量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种滚珠丝杠副磨损测量试验台，其特征在于：包括底板(1)，各带一滑块(3)的两平行设置于底板(1)上方两侧端部的导轨(2)，与导轨(2)垂直、固定安装于两滑块(3)上的滑板(4)，所述滑板(4)上开设有一个安装孔，滚珠丝杠副穿过安装孔，丝杠螺帽(10)与安装孔固定连接，丝杠轴(9)与导轨(2)平行；所述丝杠轴(9)一端穿过轴承座(7)与联轴器(6)连接，联轴器(6)另一端连接伺服电机(5)；所述伺服电机(5)一侧安装有运动方向与滚珠丝杠副一致的恒力输出装置(13)；所述滑板(4)底部设置有位移传感器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠副磨损测量试验台，其特征在于：所述恒力输出装置(13)底部设置有垫块二(14)，所述轴承座(7)底部设置有垫块一(8)。
3.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠副磨损测量试验台，其特征在于：所述滑板(4)下方设置有与位移传感器(11)滑动连接的位移传感器导向板(12)，所述位移传感器导向板(12)与导轨(2)平行。
4.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠副磨损测量试验台，其特征在于：所述恒力输出装置(13)为RCP2-RA10C-I-86P-2.5-50-P2-P-B型号电缸。
5.一种滚珠丝杠副磨损测量方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、首先，通过伺服电机带动联轴器旋转，联轴器带动丝杠轴旋转，丝杠轴旋转驱动套在丝杠螺帽上的滑板移动，将滑板运行到初始位置；所述初始位置为由位移传感器预设定的在恒力输出装置的推杆伸缩范围内的一固定位置；
步骤二、恒力输出装置的推杆推出并以恒力压在滑板上，记录初始推杆位移数值A，并收回推杆；
步骤三、控制滑板经过一定时间反复运行后停止在初始位置；
步骤四、再次将恒力输出装置的推杆推出并以恒力压在滑板上，记录当前推杆位移数值B，两个数值A和B差的绝对值即为当前滚珠丝杠副磨损量。
6.根据权利要求5所述的一种滚珠丝杠副磨损测量方法，其特征在于：步骤三中所述一定时间为10-200h。
7.根据权利要求5所述的一种滚珠丝杠副磨损测量方法，其特征在于：步骤一和步骤二结束后，按照步骤三和步骤四反复试验，测量记录不同时期的推杆位移数值，并与初始推杆位移数值A比较，测量记录不同时期的滚珠丝杠副磨损量。
CN201510164393.4A 2015-04-08 2015-04-08 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台 Active CN104792640B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510164393.4A CN104792640B (zh) 2015-04-08 2015-04-08 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510164393.4A CN104792640B (zh) 2015-04-08 2015-04-08 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104792640A true CN104792640A (zh) 2015-07-22
CN104792640B CN104792640B (zh) 2018-02-23

Family

ID=53557630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510164393.4A Active CN104792640B (zh) 2015-04-08 2015-04-08 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104792640B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106051097A (zh) * 2016-07-27 2016-10-26 南京理工大学 滚珠丝杠副精密测量用误差补偿装置
CN107091630A (zh) * 2017-01-18 2017-08-25 浙江精久轴承工业有限公司 一种滚珠丝杆螺距检测与均匀判定装置及方法
CN108896297A (zh) * 2018-04-20 2018-11-27 南京理工大学 一种滚珠丝杠副额定静载荷测试系统及方法
CN109708874A (zh) * 2018-12-30 2019-05-03 慈兴集团有限公司 滚珠丝杠副振动与噪声测量装置及测量方法
CN110487662A (zh) * 2018-05-15 2019-11-22 罗伯特·博世汽车转向有限责任公司 车辆转向齿条的基于力的腐蚀检测
CN110595930A (zh) * 2019-10-18 2019-12-20 青岛锦钻针业有限公司 针耐磨性测试装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1607733A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-21 Air Products And Chemicals, Inc. Rolling ball tribometer
JP2011232156A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Mitsubishi Electric Corp 摩耗試験装置及び摩耗試験方法
CN102620929A (zh) * 2012-03-15 2012-08-01 南京理工大学 滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法
CN103115770A (zh) * 2013-01-23 2013-05-22 南京理工大学 一种滚珠丝杠副精度保持性试验装置
CN103604716A (zh) * 2013-11-27 2014-02-26 广州铁路职业技术学院 丝杆螺旋槽加速磨损试验机及其试验方法
CN103822784A (zh) * 2014-02-26 2014-05-28 北京工业大学 滚珠丝杠副摩擦力矩加速退化试验装置与方法
CN204556253U (zh) * 2015-04-08 2015-08-12 东南大学 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1607733A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-21 Air Products And Chemicals, Inc. Rolling ball tribometer
JP2011232156A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Mitsubishi Electric Corp 摩耗試験装置及び摩耗試験方法
CN102620929A (zh) * 2012-03-15 2012-08-01 南京理工大学 滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法
CN103115770A (zh) * 2013-01-23 2013-05-22 南京理工大学 一种滚珠丝杠副精度保持性试验装置
CN103604716A (zh) * 2013-11-27 2014-02-26 广州铁路职业技术学院 丝杆螺旋槽加速磨损试验机及其试验方法
CN103822784A (zh) * 2014-02-26 2014-05-28 北京工业大学 滚珠丝杠副摩擦力矩加速退化试验装置与方法
CN204556253U (zh) * 2015-04-08 2015-08-12 东南大学 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106051097A (zh) * 2016-07-27 2016-10-26 南京理工大学 滚珠丝杠副精密测量用误差补偿装置
CN106051097B (zh) * 2016-07-27 2018-06-12 南京理工大学 滚珠丝杠副精密测量用误差补偿装置
CN107091630A (zh) * 2017-01-18 2017-08-25 浙江精久轴承工业有限公司 一种滚珠丝杆螺距检测与均匀判定装置及方法
CN108896297A (zh) * 2018-04-20 2018-11-27 南京理工大学 一种滚珠丝杠副额定静载荷测试系统及方法
CN110487662A (zh) * 2018-05-15 2019-11-22 罗伯特·博世汽车转向有限责任公司 车辆转向齿条的基于力的腐蚀检测
CN109708874A (zh) * 2018-12-30 2019-05-03 慈兴集团有限公司 滚珠丝杠副振动与噪声测量装置及测量方法
CN110595930A (zh) * 2019-10-18 2019-12-20 青岛锦钻针业有限公司 针耐磨性测试装置
CN110595930B (zh) * 2019-10-18 2024-04-19 青岛锦钻针业有限公司 针耐磨性测试装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104792640B (zh) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104792640A (zh) 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台
CN103543010B (zh) 一种高速丝杠及丝杠副综合检查试验台
CN106525412B (zh) 一种回转工作台部件综合性能检测平台及检测方法
CN102620929B (zh) 滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法
CN103868693B (zh) 一种机械主轴系统热分析综合测试实验装置
CN103148982B (zh) 拉压一体传感器标定装置
CN103389205A (zh) 一种检测滚珠丝杠副加载状态下综合性能的装置
CN107014318B (zh) 一种非接触式钢轨直线度自动测量装置
CN203053405U (zh) 基于双面啮合的齿轮单项误差现场快速测量装置
CN106017915A (zh) 一种能精确预紧和加载的滚珠丝杠副精度保持性试验装置
CN104266837A (zh) 基于电机伺服加载的滚珠丝杠性能测试试验台
CN102175438B (zh) 检测高速重载精密滚柱直线导轨性能的装置
CN106768770B (zh) 一种滚动直线导轨副阻尼器可靠性试验台及试验方法
CN104236483A (zh) 滚动直线导轨副精度与摩擦力测量装置及方法
CN108555322B (zh) 一种车床进给系统综合性能测试实验方法
CN202648940U (zh) 滚珠丝杠副精度保持性试验装置
CN204556253U (zh) 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台
CN103808508A (zh) 双层双丝杠式滚珠丝杠副寿命对比试验台
CN102998116B (zh) 滚动直线导轨副可靠性试验装置及方法
CN104165765A (zh) 直线进给单元加速性能退化试验方法
CN104731088B (zh) 一种测试滚珠丝杠副控制方法性能的方法
CN202502017U (zh) 一种检测汽车水切压缩反弹力的试验装置
CN108490878B (zh) 一种数控机床组合直线进给单元磨损规律试验方法
CN104502097A (zh) 滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置
CN105091826A (zh) 一种机床液体静压导轨油膜厚度检测试验台

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 210093 Nanjing University Science Park, 22 Hankou Road, Gulou District, Nanjing City, Jiangsu Province

Patentee after: Southeast University

Address before: 211189 No. 2 Southeast University Road, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu

Patentee before: Southeast University