CN105698999B - 一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法及装置 - Google Patents

一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法及装置，光栅尺静尺安装在工作台上，光栅尺动尺与光栅尺静尺的位置相配合，光栅尺动尺安装在调节环上，直线光栅静尺通过螺母座与第二螺母相连。与滚珠丝杠相配合的螺母为双螺母结构，螺母包括第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母之间安装有垫片，垫片的作用为给双螺母提供一个初始预紧力。固定环由两部分构成，分别为固定环a和固定环b，固定环a和固定环b由自身卡扣结构拼接或者分离，安装时将固定环a和固定环b分开，固定环a开口正好能够穿过第二螺母。本发明避免了以往检测方法的局限性和不准确性。本发明没有改装螺母本身的力学结构，避免了现有测量装置的缺陷和不足。

Description

一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法与装置，属于数控加工检测技术领域。
背景技术
目前国内数控机床及相关高精度加工领域中所采用的滚珠丝杠大多为双螺母滚珠丝杠，为了提高滚珠丝杠的刚度，一般需要给滚珠丝杠预加载荷即预紧力，此载荷的大小为螺母的摩擦力矩除以螺母有效旋转直径，直接测量难度较大。为了能够准确分析滚珠丝杠定位精度，迫切需要知道双螺母结构的预紧力退化规律，目前检测双螺母的预紧力变化的方法主要是通过在两螺母之间增加测力装置或者应变位移装置等结构来实现测量。主要缺点是改变了双螺母本身的力学结构，安装调整难度大且不可拆卸，测力结构对安装精度要求高，且无法长时间保持零位从而失去检测精度。为了不改变双螺母的结构、提高测量的准确性，提高检测效率，迫切需要一种能够检测双螺母预紧力退化的外部检测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的装置，该装置包括工作台1、光栅尺静尺2、光栅尺动尺3、定位销4、滚珠丝杠5、第一螺母6、调节环7、螺钉8、垫片9、第二螺母10、螺母座11。
光栅尺静尺2安装在工作台1上，光栅尺动尺3与光栅尺静尺2的位置相配合，光栅尺动尺3安装在调节环7上，直线光栅静尺2通过螺母座11与螺母10相连。
与滚珠丝杠5相配合的螺母为双螺母结构，螺母包括第一螺母6和第二螺母10，第一螺母6和第二螺母10之间安装有垫片9，垫片9的作用为给双螺母提供一个初始预紧力；定位销4沿双螺母的周向位置固定在第一螺母6和第二螺母10之间，其作用为防止第一螺母6和第二螺母10之间产生相对转动。
固定环7由两部分构成，分别为固定环a和固定环b，固定环a和固定环b由自身卡扣结构拼接或者分离，安装时将固定环a和固定环b分开，固定环a开口正好能够穿过第二螺母10。
固定环7沿轴向上均布有三个螺纹孔，内设三个螺钉8，三个螺钉8的作用为使固定环7与第一螺母6保持合适的相对位置，此相对位置通过三个螺钉8调节，调节高度为h，高度h的大小能根据具体工况进行调整。
螺钉8尾部设有一个特殊的关节帽12，关节帽12能够跟随曲面变化角度自动调整，使关节帽12能尽量的贴合螺母曲面，关节帽12具有一定的刚度，其目的是使得固定环7和螺母6的接触更准确、更稳定。
本发明为一种检测双螺母预紧力退化的外部检测方法及装置，不破坏双螺母本身的结构，通过检测两个螺母之间相对位置的微小变动量，进而得到双螺母预紧力退化的规律，本发明方法避免了以往检测方法的局限性和不准确性。本发明装置没有改装螺母本身的力学结构，避免了现有测量装置的缺陷和不足。
附图说明
图1为本发明主视图；
图2为图1的仰视图；
图3为图1的A-A向图；
图4为调节范围示意图；
图5为螺钉细节图；
图6为固定环安装示意图；
具体实施方式
该发明测量双螺母预紧力退化过程的方法和装置的具体实现方法如下：
进一步：本发明设计出一种安装简便的固定环7，采用精密直线光栅尺测量滚珠丝杠双螺母的微小位移，通过测得的微小位移推算双螺母的预紧力退化过程。首先将光栅尺静尺2安装固定在工作台1上，螺母座11固定在螺母10上。
进一步：将固定环a和固定环b套入螺母6并通过卡扣连接，粗略调整三个螺钉8，使得固定环7的最高处平面处于水平状态并且与光栅尺动尺3底部接触。
进一步：将固定环7与光栅尺动尺3连接好，由于光栅尺动尺3和光栅尺静尺2之间的安装精度非常高，安装难度大，本发明设计固定环7解决这一安装难的问题，调整好光栅尺动尺3和光栅尺静尺2之间的距离后，微调三个螺钉8使得固定环7与第一螺母6固定。
进一步：随着第一螺母6(或第二螺母10)在滚珠丝杠5上长时间往复运行，第一螺母6(第二螺母10)和滚珠丝杠5之间产生磨损，垫片9提供的预紧力逐渐丧失，导致第一螺母6和第二螺母10之间产生微小位移，这个微小位移通过光栅尺动尺3和光栅尺静尺2的移动被检测出来，进而推算出双螺母与滚珠丝杠5的预紧力变化情况。
由上所述，首先利用高精度直线光栅尺检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程，避免了改装螺母本身的结构。所设计的固定环7能够方便的安装在第一螺母6(第二螺母10)上，并且能满足光栅尺动尺3和光栅尺静尺2之间很高的安装精度，进而能够实现检测双螺母滚珠丝杠预紧力退化的过程，并提高了检测效率。

Claims (4)

1.一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的装置，其特征在于：该装置包括工作台(1)、光栅尺静尺(2)、光栅尺动尺(3)、定位销(4)、滚珠丝杠(5)、第一螺母(6)、固定环(7)、垫片(9)、第二螺母(10)、螺母座(11)；
光栅尺静尺(2)安装在工作台(1)上，光栅尺动尺(3)与光栅尺静尺(2)的位置相配合，光栅尺动尺(3)安装在固定环(7)上，光栅尺静尺(2)通过螺母座(11)与第二螺母(10)相连；
与滚珠丝杠(5)相配合的螺母为双螺母结构，螺母包括第一螺母(6)和第二螺母(10)，第一螺母(6)和第二螺母(10)之间安装有垫片(9)，垫片(9)的作用为给双螺母提供一个初始预紧力；定位销(4)沿双螺母的周向位置固定在第一螺母(6)和第二螺母(10)之间，其作用为防止第一螺母(6)和第二螺母(10)之间产生相对转动；
固定环(7)由两部分构成，分别为固定环a和固定环b，固定环a和固定环b由自身卡扣结构拼接或者分离，安装时将固定环a和固定环b分开，固定环a开口正好能够穿过第二螺母(10)；将固定环和第一螺母保持合适的相对位置，并且将固定环与光栅尺动尺底部接触。
2.根据权利要求1所述的一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的装置，其特征在于：固定环(7)沿周向上均布有三个螺纹孔，内设三个螺钉(8)，三个螺钉(8)的作用为使固定环(7)与第一螺母(6)保持合适的相对位置，此相对位置通过三个螺钉(8)调节，调节高度为h，高度h的大小能根据具体工况进行调整。
3.根据权利要求2所述的一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的装置，其特征在于：螺钉(8)尾部设有一个特殊的关节帽(12)，关节帽(12)能够跟随曲面变化角度自动调整，使关节帽(12)能尽量的贴合螺母曲面，关节帽(12)具有刚度，其目的是使得固定环(7)和第一螺母(6)的接触更准确、更稳定。
4.依权利要求2所述装置进行的一种检测双螺母滚珠丝杠副预紧力退化过程的方法，其特征在于：该方法的实现过程如下，
本方法设计出一种安装简便的固定环(7)，采用精密直线光栅尺测量滚珠丝杠双螺母的微小位移，通过测得的微小位移推算双螺母的预紧力退化过程；首先将光栅尺静尺(2)安装固定在工作台(1)上，螺母座(11)固定在第二螺母(10)上；
将固定环a和固定环b套入第一螺母(6)并通过卡扣连接，粗略调整三个螺钉(8)，使得固定环(7)的最高处平面处于水平状态并且与光栅尺动尺(3)底部接触；
将固定环(7)与光栅尺动尺(3)连接好，由于光栅尺动尺(3)和光栅尺静尺(2)之间的安装精度非常高，安装难度大，本方法设计固定环(7)解决这一安装难的问题，调整好光栅尺动尺(3)和光栅尺静尺(2)之间的距离后，微调三个螺钉(8)使得固定环(7)与第一螺母(6)固定；
随着第一螺母(6)或第二螺母(10)在滚珠丝杠(5)上长时间往复运行，第一螺母(6)第二螺母(10)和滚珠丝杠(5)之间产生磨损，垫片(9)提供的预紧力逐渐丧失，导致第一螺母(6)和第二螺母(10)之间产生微小位移，这个微小位移通过光栅尺动尺(3)和光栅尺静尺(2)的移动被检测出来，进而推算出双螺母与滚珠丝杠(5)的预紧力变化情况。
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