CN109900473A - 一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统 - Google Patents
一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109900473A CN109900473A CN201910220180.7A CN201910220180A CN109900473A CN 109900473 A CN109900473 A CN 109900473A CN 201910220180 A CN201910220180 A CN 201910220180A CN 109900473 A CN109900473 A CN 109900473A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- linear guide
- load
- value
- rolling linear
- pair
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims abstract description 67
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract description 3
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 10
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 244000131316 Panax pseudoginseng Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Abstract
本发明公开了一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统，该方法包括以下步骤：首先确定静载荷测试中所需的相关参数值；其次通过加载、卸载获取每次测试的垂直位移变形量，并更新总垂直位移变形量；然后根据总垂直位移变形量判断测试停止还是返回上一步；最后，当测试停止时，根据施加载荷设定值计算获得额定静载荷的测试值。本发明实现对滚动直线导轨副额定静载荷的准确测量，修正了现有滚动直线导轨副额定静载荷测试方法的不足。
Description
技术领域
本发明属于滚动直线导轨副性能测试领域，特别是一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统。
背景技术
随着加工制造业的迅速发展，提升数控机床的加工精度和可靠性成为行业的迫切需求。作为数控机床中精密直线运动导向部件，滚动直线导轨副的运动精度和承载能力直接影响主机的加工精度和可靠性。而额定静载荷作为滚动直线导轨副的重要性能指标，是其极限承载能力的体现，直接影响滚动直线导轨副的承载性能和运动精度。因此，对滚动直线导轨副的额定静载荷进行理论研究以及测试有着重要的意义。
通过查阅文献资料，目前现有的关于滚动直线导轨副额定静载荷测试方法的研究存在测试时重复施加载荷导致被测样件产生额外塑性变形量，使测量结果存在误差；且现行国际标准ISO 14728-2中额定静载荷的计算公式是引自轴承，并未得到试验验证。然而，各厂家产品标注的额定静载荷数值都是根据国际标准ISO 14728-2中的计算公式得来，无法判断标注值与真实值之间的差距，以致于不能准确预判滚动直线导轨副产品性能。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统，修正现有滚动直线导轨副额定静载荷测试方法的不足，为额定静载荷的理论研究提供试验验证，进而提高预判滚动直线导轨副产品性能的准确性。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，包括以下步骤：
步骤1、预设向待测滚动直线导轨副施加垂直载荷的施加载荷设定值及其步进值；并预设总垂直位移变形量的初始值；
步骤2、向待测滚动直线导轨副垂直施加压力产生垂直载荷，若垂直载荷达到施加载荷设定值时，进行压力卸载，并获取该次压力卸载完成后滚动直线导轨副的垂直位移变形量；将获得的垂直位移变形量累加至总垂直位移变形量，进而更新总垂直位移变形量；
步骤3、判断施加载荷是否达到额定静载荷，如果达到则停止测试，执行步骤4，否则对施加载荷设定值增加一个步进值，返回步骤2进行下一次测试；
步骤4、对测试过程中的施加载荷设定值进行记录，计算获取额定静载荷测试值。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明提供一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，以额定静载荷定义为试验原理依据，修正了滚动直线导轨副额定静载荷现有测试方法的不足；2)本发明利用接触式位移传感器记录滚动直线导轨副的垂直塑性变形量，以此判断垂直载荷是否达到额定静载荷，测试精度高；3)本发明的方法简单易行，能够实现对滚动直线导轨副额定静载荷的快速测试；4)本发明为滚动直线导轨副额定静载荷的理论研究提供试验依据，进而提高预判滚动直线导轨副产品性能的准确性。
附图说明
图1为本发明滚动直线导轨副额定静载荷测试方法的流程图。
图2为本发明滚动直线导轨副额定静载荷测试系统结构图。
具体实施方式
结合图1，本发明一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，包括以下步骤：
步骤1、预设向待测滚动直线导轨副施加垂直载荷的施加载荷设定值及其步进值；并预设总垂直位移变形量的初始值；
步骤2、向待测滚动直线导轨副垂直施加压力产生垂直载荷，若垂直载荷达到施加载荷设定值时，进行压力卸载，并获取该次压力卸载完成后滚动直线导轨副的垂直位移变形量；将获得的垂直位移变形量累加至总垂直位移变形量，进而更新总垂直位移变形量；
步骤3、判断施加载荷是否达到额定静载荷，如果达到则停止测试，执行步骤4，否则对施加载荷设定值增加一个步进值，返回步骤2进行下一次测试；
步骤4、对测试过程中的施加载荷设定值进行记录，计算获取额定静载荷测试值。
进一步地，步骤1所述预设向滚动直线导轨副施加垂直载荷的施加载荷设定值及其步进值，是以国际标准ISO 14728-2中滚动直线导轨副额定静载荷计算公式计算得到的基本额定静载荷值为参考值，取所述参考值的10％为施加载荷设定值的初始值，表示为：10％C0，取参考值的5％为施加载荷的步进值，表示为5％C0；其中，ISO 14728-2中滚动直线导轨副额定静载荷计算公式为：
式中，C0为滚动直线导轨副的基本额定静载荷，f0为与导轨副部件几何形状、许用应力有关的系数，i为承载滚珠列的数目，Zt为一列中承载的滚珠的数目，Dw为滚珠直径，α为接触角。
进一步地，步骤2具体为：
步骤2-1、向待测滚动直线导轨副施加压力产生垂直载荷，直至垂直载荷数值达到施加载荷设定值；
步骤2-2、对待测滚动直线导轨副进行压力卸载；
步骤2-3、获取该次压力卸载完成后滚动直线导轨副的垂直位移变形量：
Δsj＝|sj-s′j|
式中，j为测试次数，sj为初始垂直位移变形量，s′j为压力卸载完成后的垂直位移变形量，Δsj为第j次测试后滚动直线导轨副的垂直位移变形量；
步骤2-4、将步骤2-3获取的垂直位移变形量Δsj与总垂直位移变形量的初始值Δs进行累加，获得总垂直位移变形量Δs为：
Δs＝Δs+Δsj。
进一步地，步骤3具体为：判断步骤2中更新后的总垂直位移变形量Δs是否超过额定静载荷定义下所允许的最大变形量0.0001Dw，如果Δs＜0.0001Dw，则将施加载荷设定值增加一个步进值，更新施加载荷设定值，返回步骤2进行下一次测试；否则停止测试。
进一步地，步骤4所述对测试过程中的施加载荷设定值进行记录，计算获取额定静载荷测试值，具体为：
取最后两次测试的施加载荷设定值的平均值为额定静载荷测试值，即：
式中，C′0,ar为额定静载荷测试值，FNj-1为倒数第二次测试的施加载荷设定值，FNj为最后一次测试的施加载荷设定值。
结合图2，实现本发明滚动直线导轨副额定静载荷测试方法的系统，包括：
用于对待测滚动直线导轨副施加垂直载荷的加载单元1；
用于测量施加在待测滚动直线导轨副的垂直载荷大小的压力传感器2；
用于保证待测滚动直线导轨副的滑块均匀受载的转接块3；
用于测量滚动直线导轨副的垂直位移变形量大小的位移测量单元4；
待测滚动直线导轨副5和安装固定单元6；
安装固定单元6的上方设置待测滚动直线导轨副5，待测滚动直线导轨副5的上方设置转接块3，转接块3的两侧设置位移测量单元4，所述两侧在空间上为待测滚动直线导轨副5的两侧，转接块3上方设置压力传感器2，压力传感器2上方设置加载单元1。
进一步地，所述位移测量单元4包括4个接触式位移传感器，该4个接触式传感器均布于转接块3的两侧。
进一步地，所述安装固定单元6通过螺栓与待测滚动直线导轨副5的导轨连接。
进一步地，所述压力传感器2通过螺栓与加载单元1连接。
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例
本发明滚动直线导轨副额定静载荷测试系统，包括加载单元1、压力传感器2、转接块3、位移测量单元4、待测滚动直线导轨副5和安装固定单元6。本实施例中，压力传感器2采用日本MAT公司TRLF-20T型号的测力传感器，位移测量单元4中的位移传感器采用瑞士Pretec公司2940N型号的接触式位移传感器。表1为测试所选取滚动直线导轨副样件的参数：
表1 滚动直线导轨副样件参数
| 参数 | 数值 | 单位 |
| 接触角 | 45 | ° |
| 滚珠直径D<sub>w</sub> | 6.35 | mm |
| 额定静载荷系数f<sub>0</sub> | 49.03 | / |
| 承载滚珠列数目i | 4 | 列 |
| 一列中承载的滚珠数目Z<sub>t</sub> | 12 | 个 |
本发明的滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，包括以下步骤：
步骤1、根据国际标准ISO 14728-2中滚动直线导轨副额定静载荷计算公式可得基本额定静载荷值为：
C0＝49.03×4×12×6.352×cos45°＝67.1kN
式中，C0为滚动直线导轨副的基本额定静载荷。由此确定加载单元施加载荷设定值的初始值为10％C0＝6.71kN，施加载荷的步进值为5％C0＝3.355kN。确定总垂直位移变形量Δs的初始值为0；确定测试次数j的初始值为1。
步骤2、向待测滚动直线导轨副垂直施加压力产生垂直载荷，若垂直载荷达到施加载荷设定值时，进行压力卸载。
根据位移测量单元的记录值，计算位移测量单元记录的初始值sj与压力卸载完成后位移测量单元记录的最终值s′j的差值，获取该次压力卸载完成后滚动直线导轨副的垂直位移变形量：
Δsj＝|sj-s′j|
式中，j为测试次数，Δsj为第j次测试后滚动直线导轨副的垂直位移变形量；
将上述获取的垂直位移变形量Δsj进行累加，更新总垂直位移变形量：
Δs＝Δs+Δsj
步骤3、判断步骤2中更新后的总垂直位移变形量Δs是否超过额定静载荷定义下所允许的最大变形量0.0001Dw＝0.635μm，如果Δs＜0.635μm，则将施加载荷设定值增加一个步进值3.355kN，更新施加载荷设定值，并更新测试次数j＝j+1，返回步骤2；否则停止测试。
步骤4、对测试过程中的施加载荷设定值进行记录，计算获取额定静载荷测试值。取最后两次测试的施加载荷设定值的平均值为额定静载荷测试值，即：
式中，C′0,ar为额定静载荷测试值。
本发明的滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统，修正了现有测试方法的不足，测试所得结果为额定静载荷的理论研究提供试验验证，进而提高预判滚动直线导轨副产品性能的准确性。
Claims (9)
1.一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、预设向待测滚动直线导轨副施加垂直载荷的施加载荷设定值及其步进值；并预设总垂直位移变形量的初始值；
步骤2、向待测滚动直线导轨副垂直施加压力产生垂直载荷，若垂直载荷达到施加载荷设定值时，进行压力卸载，并获取该次压力卸载完成后滚动直线导轨副的垂直位移变形量；将获得的垂直位移变形量累加至总垂直位移变形量，进而更新总垂直位移变形量；
步骤3、判断施加载荷是否达到额定静载荷，如果达到则停止测试，执行步骤4，否则对施加载荷设定值增加一个步进值，返回步骤2进行下一次测试；
步骤4、对测试过程中的施加载荷设定值进行记录，计算获取额定静载荷测试值。
2.根据权利要求1所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，其特征在于，步骤1所述预设向滚动直线导轨副施加垂直载荷的施加载荷设定值及其步进值，是以国际标准ISO14728-2中滚动直线导轨副额定静载荷计算公式计算得到的基本额定静载荷值为参考值，取所述参考值的10％为施加载荷设定值的初始值，表示为：10％C0，取参考值的5％为施加载荷的步进值，表示为5％C0；其中，ISO 14728-2中滚动直线导轨副额定静载荷计算公式为：
式中，C0为滚动直线导轨副的基本额定静载荷，f0为与导轨副部件几何形状、许用应力有关的系数，i为承载滚珠列的数目，Zt为一列中承载的滚珠的数目，Dw为滚珠直径，α为接触角。
3.根据权利要求2所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，其特征在于，步骤2具体为：
步骤2-1、向待测滚动直线导轨副施加压力产生垂直载荷，直至垂直载荷数值达到施加载荷设定值；
步骤2-2、对待测滚动直线导轨副进行压力卸载；
步骤2-3、获取该次压力卸载完成后滚动直线导轨副的垂直位移变形量：
Δsj＝|sj-s′j|
式中，j为测试次数，sj为初始垂直位移变形量，s′j为压力卸载完成后的垂直位移变形量，Δsj为第j次测试后滚动直线导轨副的垂直位移变形量；
步骤2-4、将步骤2-3获取的垂直位移变形量Δsj与总垂直位移变形量的初始值Δs进行累加，获得总垂直位移变形量Δs为：
Δs＝Δs+Δsj。
4.根据权利要求3所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，其特征在于，步骤3具体为：
判断步骤2中更新后的总垂直位移变形量Δs是否超过额定静载荷定义下所允许的最大变形量0.0001Dw，如果Δs＜0.0001Dw，则将施加载荷设定值增加一个步进值，更新施加载荷设定值，返回步骤2进行下一次测试；否则停止测试。
5.根据权利要求4所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试方法，其特征在于，步骤4所述对测试过程中的施加载荷设定值进行记录，计算获取额定静载荷测试值，具体为：
取最后两次测试的施加载荷设定值的平均值为额定静载荷测试值，即：
式中，C′0，ar为额定静载荷测试值，FNj-1为倒数第二次测试的施加载荷设定值，FNj为最后一次测试的施加载荷设定值。
6.实现权利要求1所述滚动直线导轨副额定静载荷测试方法的系统，其特征在于，该系统包括：
用于对待测滚动直线导轨副施加垂直载荷的加载单元(1)；
用于测量施加在待测滚动直线导轨副的垂直载荷大小的压力传感器(2)；
用于保证待测滚动直线导轨副的滑块均匀受载的转接块(3)；
用于测量滚动直线导轨副的垂直位移变形量大小的位移测量单元(4)；
待测滚动直线导轨副(5)和安装固定单元(6)；
安装固定单元(6)的上方设置待测滚动直线导轨副(5)，待测滚动直线导轨副(5)的上方设置转接块(3)，转接块(3)的两侧设置位移测量单元(4)，所述两侧在空间上为待测滚动直线导轨副(5)的两侧，转接块(3)上方设置压力传感器(2)，压力传感器(2)上方设置加载单元(1)。
7.根据权利要求6所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试系统，其特征在于，所述位移测量单元(4)包括4个接触式位移传感器，该4个接触式传感器均布于转接块(3)的两侧。
8.根据权利要求7所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试系统，其特征在于，所述安装固定单元(6)通过螺栓与待测滚动直线导轨副(5)的导轨连接。
9.根据权利要求8所述的滚动直线导轨副额定静载荷测试系统，其特征在于，所述压力传感器(2)通过螺栓与加载单元(1)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910220180.7A CN109900473A (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910220180.7A CN109900473A (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109900473A true CN109900473A (zh) | 2019-06-18 |
Family
ID=66952384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910220180.7A Pending CN109900473A (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109900473A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008304244A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Nsk Ltd | 直動転がり案内装置の検査方法及び直動転がり案内装置 |
| CN105973550A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-09-28 | 南京理工大学 | 直线导轨副五种静刚度综合测量装置及其方法 |
| CN108534970A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-09-14 | 南京理工大学 | 高精度直线导轨副静刚度综合测量装置及方法 |
| 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 |
-
2019
- 2019-03-22 CN CN201910220180.7A patent/CN109900473A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008304244A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Nsk Ltd | 直動転がり案内装置の検査方法及び直動転がり案内装置 |
| CN105973550A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-09-28 | 南京理工大学 | 直线导轨副五种静刚度综合测量装置及其方法 |
| 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 |
| CN108534970A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-09-14 | 南京理工大学 | 高精度直线导轨副静刚度综合测量装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 仇进生等: "滚动直线导轨副额定静载荷研究", 《组合机床与自动化加工技术》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105783736B (zh) | 卧式智能长度基准仪 | |
| CN108896297A (zh) | 一种滚珠丝杠副额定静载荷测试系统及方法 | |
| CN105371773B (zh) | 厚度测量方法 | |
| CN106092552A (zh) | 汽车纵置复合材料板簧性能测试装置 | |
| CN111579361A (zh) | 一种用于岩石三点弯曲和四点弯曲的试验夹具及方法 | |
| CN103148822A (zh) | 多点测厚装置及其使用方法 | |
| CN113385551B (zh) | 一种机械压下矫直机辊缝的准确标定方法 | |
| CN107101935B (zh) | 一种测量法向接触刚度的方法 | |
| CN108226216A (zh) | 线膨胀系数测定方法和测定装置 | |
| CN115592063A (zh) | 一种工件成型回弹参数与精度控制方法 | |
| CN105973550A (zh) | 直线导轨副五种静刚度综合测量装置及其方法 | |
| CN115389346A (zh) | 应用于现场大型力学试验的闭环控制系统及其控制方法 | |
| CN108051124A (zh) | 一种金属材料规定残余延伸应力的测试方法 | |
| CN106769505A (zh) | 一种双位移传感器实现位移控制的方法 | |
| CN109900473A (zh) | 一种滚动直线导轨副额定静载荷测试方法及系统 | |
| CN108645616A (zh) | 基于预加载荷与进给转速的滚珠丝杠副随机磨损试验方法 | |
| CN108534970B (zh) | 高精度直线导轨副静刚度综合测量装置及方法 | |
| CN112325971A (zh) | 软包锂离子动力电池体积的测量装置及其测量方法 | |
| CN114593884A (zh) | 一种数控刀架静刚度测试装置及方法 | |
| CN209655953U (zh) | 一种测量球头螺杆与螺杆套轴向间隙的检测装置 | |
| CN202240717U (zh) | 在线测量内孔的装置 | |
| CN206618353U (zh) | 一种尺寸是否超差的快速检测治具 | |
| CN117571311A (zh) | 基于非接触电磁力加载的超精密主轴工作刚度测量装置及方法 | |
| CN110618029A (zh) | 极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳弹性寿命测试方法 | |
| CN118548786A (zh) | 一种变厚度碟簧外轮廓自动化检测装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190618 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |