CN110095280B - 一种滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,属于滚动直线导轨副性能测试领域。滚动直线导轨副综合磨损系数是指综合考虑导轨磨损和滑块磨损的磨损系数,而综合磨损系数会直接反应预紧力的退化速度,以及预紧力退化引起的其他性能退化速度。该方法包括以下步骤:建立滚动直线导轨副综合磨损系数计算模型;设定滚动直线导轨副综合磨损系数的测试条件;对待测滚动直线导轨副进行测试,获取滚动直线导轨副综合磨损系数。本发明提供了测量滚动直线导轨副综合磨损系数的理论和实验方法,填补了该领域的空白,且该方法测量速度快、精度高,为滚动直线导轨副的性能退化模型提供理论支撑和实验验证。

Description

一种滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法
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综合磨损系数测试方法。
背景技术
滚动直线导轨副作为一种重要的机械传动装置,广泛应用于先进的计算机数控机床中。在滚动直线导轨副运转时,导轨、滑块、滚珠之间的相对运动会产生摩擦,进而引起滚道、滚珠的磨损,直接影响滚动直线导轨副的性能和使用寿命。磨损过程的分析,其中关键步骤取决于综合磨损系数的测量。综合磨损系数会直接反映预紧力的退化速度,预紧力退化将会带来一系列连锁反应,如刚性、承载能力、动态特性降低,甚至是反向间隙的发生。滚动直线导轨副综合磨损系数可用于预测预紧力退化。因此,对滚动直线导轨副的综合磨损系数进行理论研究及试验测试是非常重要的。
目前,对滚动直线导轨副的理论和试验研究较少。现有的磨损研究主要集中在材料样件的滚动接触疲劳失效分析,其中包括裂纹萌生与生长、非金属夹杂物以及残余应力等方面的研究,但是研究对象为小型材料样件,可以开展大样本疲劳试验,试验周期较短,且可以运用各种化学、形貌以及金相等分析方法进行研究,研究面较广。然而针对滚动直线导轨副,一定程度上可以借鉴以上研究思路,但是由于研究对象为大型样件且无法开展大样本试验,部分研究内容如裂纹萌生情况以及全长残余应力波动对疲劳寿命的影响情况等均无法开展。因此,为了更准确地研究滚动直线导轨副的磨损情况,建立完整清晰的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对研究计算机数控机床滚动直线导轨副及其它滚动部件的磨损过程具有重要意义的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,完善领域研究。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,包括以下步骤:
步骤1、建立滚动直线导轨副综合磨损系数计算模型;
步骤2、设定滚动直线导轨副摩损系数的测试条件;
步骤3、在所述测试条件下对待测滚动直线导轨副进行测试,并结合步骤1的模型获取滚动直线导轨副综合磨损系数。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:1)填补了滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法的空缺;2)建立滚动直线导轨副综合磨损系数和摩擦力之间的关系模型,获得的滚动直线导轨副综合磨损系数和以前经验值相比,更加符合对现有滚动直线导轨副磨损的分析;4)通过搭建的摩擦力测试系统对摩擦力进行精确测量,经数据处理后得到的综合磨损系数数值精度高,即测试精度高;5)本发明的方法高效易行,能够实现对综合磨损系数的快速测量。
附图说明
图1为本发明滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法流程图。
图2为本发明搭建的滚动直线导轨副摩擦力测试系统结构示意图。
图3为本发明滚动直线导轨副综合磨损系数测试值测试过程流程图。
图4为本发明实施例中以DA45CL滚动直线导轨副为例测量得到的综合磨损系数值示意图。
具体实施方式
结合图1,本发明滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,包括以下步骤:
步骤1、建立滚动直线导轨副综合磨损系数计算模型;
步骤2、设定滚动直线导轨副摩损系数的测试条件;
步骤3、在所述测试条件下对待测滚动直线导轨副进行测试,并结合步骤1的模型获取滚动直线导轨副综合磨损系数。
进一步地,步骤1-1建立滚动直线导轨副综合磨损系数和滑块滚道磨损体积的关系为:
Figure BDA0002045414450000021
式中,WV为滑块滚道磨损体积,Qi为滚珠与导轨滚道之间的接触力,Li为滚珠相对于滑块滚道的滑动距离,H为滑块硬度,K为滚动直线导轨副综合磨损系数;
其中,滚珠与导轨滚道之间的接触力Qi为:
Figure BDA0002045414450000031
式中,FV为施加的工作载荷,k为载荷计算中适用的滚珠列数,Z为一列中承载的滚珠数,α为接触角;
其中,滚珠相对于滑块滚道的滑动距离Li为:
Li=Vi·t
式中,t为滑块运行时间,Vi为相对于滑块滚道的滚珠滑动速度,表示为:
Figure BDA0002045414450000032
其中,Rg为:
Figure BDA0002045414450000033
式中,VC为滑块运行速度,Rg为椭圆接触面的等效曲率半径,f为滑块滚道槽半径与滚珠直径之比,Da为滚珠直径;
步骤1-2、根据步骤1-1,进一步获得滚动直线导轨副综合磨损系数和滑块滚道的磨损体积的关系为:
Figure BDA0002045414450000034
步骤1-3、获取滚动直线导轨副单个滚珠和滑块滚道之间的接触面积Ai为:
Ai=πab
式中,a为滚珠和滑块滚道接触椭圆的半长轴,b为滚珠和滑块滚道接触椭圆的半短轴;
步骤1-4、结合步骤1-2、步骤1-3,获得单个滚珠与滑块滚道接触面的磨损深度Δδi为:
Figure BDA0002045414450000041
步骤1-5、引入单个滚珠与滑块滚道之间接触面磨损深度的修正系数K′为:
Figure BDA0002045414450000042
式中,l为滑块长度;在滚动直线导轨副运行状态下,滚珠与滚动直线导轨副滑块滚道之间的磨损区域被视为矩形,2b为该矩形的宽度;
步骤1-6、结合步骤1-4、步骤1-5,获得修正后的单个滚珠与滑块滚道之间接触面的磨损深度Δδi为:
Figure BDA0002045414450000043
步骤1-7、获取单个滚珠与滑块滚道之间的法向力FN为:
Figure BDA0002045414450000044
式中,FF为滑块的摩擦力,μ为摩擦系数;
步骤1-8、结合步骤1-7,获得滚动直线导轨副单个滚珠对应的局部变形量δi为:
Figure BDA0002045414450000045
式中,KH表示赫兹接触常数;
步骤1-9、结合步骤1-6,建立滚动直线导轨副的综合磨损系数计算模型为:
Figure BDA0002045414450000046
结合步骤1-8,得
Figure BDA0002045414450000047
其中,
Figure BDA0002045414450000051
令VC·t=Si,得
Figure BDA0002045414450000052
则整理上述滚动直线导轨副的综合磨损系数计算模型,得:
Figure BDA0002045414450000053
其中,J为:
Figure BDA0002045414450000054
式中,
Figure BDA0002045414450000055
为滚动直线导轨副运行Si里程后的摩擦力,
Figure BDA0002045414450000056
为滚动直线导轨副的初始摩擦力值。
进一步地,步骤2滚动直线导轨副摩损系数的测试条件包括:滚动直线导轨副的运动速度、预加载荷水平、测试间隔以及试验结束条件;
设定滚动直线导轨副综合磨损系数的测试条件,具体为:
(1)设定待测滚动直线导轨副的运动速度为v m/min,取20≤v≤40;
(2)设定待测滚动直线导轨副的预加载荷为Fp,取Fp≤30%C,其中C为
待测滚动直线导轨副的额定动载荷;
(3)设定每跑合n km对滚动直线导轨副进行一次摩擦力测试,每次摩擦力
测试需重复n1次;
(4)设定测试得到的摩擦力值低于m N时,结束试验,m≥1。
示例性优选地,n1=3,10≤n≤50。
进一步地,结合图3,步骤3在测试条件下对待测滚动直线导轨副进行测试,并结合步骤1的模型获取滚动直线导轨副综合磨损系数,具体为:
步骤3-1、将待测滚动直线导轨副放置在恒温室内t1小时;
步骤3-2、对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试,若测得的摩擦力值低于m,结束试验,执行步骤3-3;反之重复步骤3-2;
步骤3-3、根据试验获得的所有摩擦力值数据,求取滚动直线导轨副综合磨损系数。
进一步地,结合图2,步骤3-2对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试的系统,包括待测滚动直线导轨副、床身、移动测量平台、加载机构、压力传感器、龙门架和摩擦力测试单元;所述待测滚动直线导轨副安装在床身上,移动测量平台、摩擦力测试单元、压力传感器与待测滚动直线导轨副的滑块相连,移动测量平台与加载机构相连,加载机构和压力传感器固定在龙门架上;
床身,用于定位安装待测滚动直线导轨副;
移动测量平台,用于连接滚动直线导轨副滑块和加载机构;
加载机构,用于对待测滚动直线导轨副预加载荷;
压力传感器,用于测量加载机构施加的负载;
龙门架,用于固定加载机构和压力传感器;
摩擦力测试单元,用于测试滚动直线导轨副的摩擦力值。
进一步地,步骤3-2所述对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试,若测得的摩擦力值低于m,结束试验,执行步骤3-3,反之重复步骤3-2,具体为:
步骤3-2-1、将待测滚动直线导轨副安装在床身上,以测试条件所设定的运动速度v空载往复跑合,以使滚动直线导轨副充分润滑;
步骤3-2-2、对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试,获得初始摩擦力值,记为
Figure BDA0002045414450000061
步骤3-2-3、以设定的条件运行n km后,对待测滚动直线导轨副进行第i次摩擦力测试:对待测滚动直线导轨副进行正反向摩擦力测试,且重复该测试p次;将第i次测试获得的p组正向行程的摩擦力值记为:Fi1、Fi2、...、Fip;p组反向行程的摩擦力值记为:F′i1、F′i2、...、F′ip;其中,
步骤3-2-4、对p组摩擦力值求平均,获得第i次摩擦力测试的摩擦力值
Figure BDA0002045414450000062
为:
Figure BDA0002045414450000071
记录第i次摩擦力测试时滚动直线导轨副的跑合里程Si和对应的摩擦力值
Figure BDA0002045414450000072
步骤3-2-5、若测得摩擦力值
Figure BDA0002045414450000073
大于m,则令i=i+1并返回执行步骤3-2-3;反之结束试验,执行步骤3-3。
示例性优选地,p=3。
进一步地,步骤3-3根据试验获得的摩擦力值数据,求取滚动直线导轨副综合磨损系数,具体为:
步骤3-3-1、令
Figure BDA0002045414450000074
步骤3-3-2、将计算得到的Ti和相关里程Si记为坐标点(Si,Ti),共获得i个坐标点;
步骤3-3-3、利用公式Ti=KSi并采用插值法对i个坐标点进行拟合,拟合得到的直线斜率即为滚动直线导轨副的综合磨损系数。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。
实施例
本发明滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,包括以下内容:
1、建立滚动直线导轨副综合磨损系数计算模型。具体为:
步骤1-1、建立滚动直线导轨副综合磨损系数和滑块滚道磨损体积的关系为:
Figure BDA0002045414450000075
式中,WV为滑块滚道磨损体积,Qi为滚珠与导轨滚道之间的接触力,Li为滚珠相对于滑块滚道的滑动距离,H为滑块硬度,K为滚动直线导轨副综合磨损系数;
其中,滚珠与导轨滚道之间的接触力Qi为:
Figure BDA0002045414450000081
式中,FV为施加的工作载荷,k为载荷计算中适用的滚珠列数,Z为一列中承载的滚珠数,α为接触角;
其中,滚珠相对于滑块滚道的滑动距离Li为:
Li=Vi·t
式中,t为滑块运行时间,Vi为相对于滑块滚道的滚珠滑动速度,表示为:
Figure BDA0002045414450000082
其中,Rg为:
Figure BDA0002045414450000083
式中,VC为滑块运行速度,Rg为椭圆接触面的等效曲率半径,f为滑块滚道槽半径与滚珠直径之比,Da为滚珠直径;
步骤1-2、根据步骤1-1,进一步获得滚动直线导轨副综合磨损系数和滑块滚道的磨损体积的关系为:
Figure BDA0002045414450000084
步骤1-3、获取滚动直线导轨副单个滚珠和滑块滚道之间的接触面积Ai为:
Ai=πab
式中,a为滚珠和滑块滚道接触椭圆的半长轴,b为滚珠和滑块滚道接触椭圆的半短轴;
步骤1-4、结合步骤1-2、步骤1-3,获得单个滚珠与滑块滚道接触面的磨损深度Δδi为:
Figure BDA0002045414450000085
步骤1-5、引入单个滚珠与滑块滚道之间接触面磨损深度的修正系数K′为:
Figure BDA0002045414450000091
式中,l为滑块长度;在滚动直线导轨副运行状态下,滚珠与滚动直线导轨副滑块滚道之间的磨损区域被视为矩形,2b为该矩形的宽度;
步骤1-6、结合步骤1-4、步骤1-5,获得修正后的单个滚珠与滑块滚道之间接触面的磨损深度Δδi为:
Figure BDA0002045414450000092
步骤1-7、获取单个滚珠与滑块滚道之间的法向力FN为:
Figure BDA0002045414450000093
式中,FF为滑块的摩擦力,μ为摩擦系数;
步骤1-8、结合步骤1-7,获得滚动直线导轨副单个滚珠对应的局部变形量δi为:
Figure BDA0002045414450000094
式中,KH表示赫兹接触常数;
步骤1-9、结合步骤1-6,建立滚动直线导轨副的综合磨损系数计算模型为:
Figure BDA0002045414450000095
结合步骤1-8,得
Figure BDA0002045414450000096
其中,
Figure BDA0002045414450000101
令VC·t=Si,得
Figure BDA0002045414450000102
则整理上述滚动直线导轨副的综合磨损系数计算模型,得:
Figure BDA0002045414450000103
其中,J为:
Figure BDA0002045414450000104
式中,
Figure BDA0002045414450000105
为滚动直线导轨副运行Si里程后的摩擦力,
Figure BDA0002045414450000106
为滚动直线导轨副的初始摩擦力值。
2、设定滚动直线导轨副摩损系数的测试条件。
测试条件包括:设定滚动直线导轨副的运动速度、预加载荷水平、测试间隔以及试验结束条件。
本发明实施例取DA45CL滚动直线导轨副作为待测滚动直线导轨副。设定滚动直线导轨副综合磨损系数的测试条件,具体为:
(1)设定待测滚动直线导轨副的运动速度为30m/min;
(2)设定待测滚动直线导轨副的预加载荷为Fp,取Fp≤30%C,其中C为待测滚动直线导轨副基本额定动载荷;
(3)设定每跑合50km对滚动直线导轨副进行一次摩擦力测试,每次摩擦力
测试需重复三次;
(4)设定测试得到的摩擦力值低于1N时,结束试验。
3、对待测滚动直线导轨副进行测试,获取滚动直线导轨副综合磨损系数。
本发明搭建的滚动直线导轨副摩擦力测试系统如图2所示。
测试系统包括待测滚动直线导轨副、床身、移动测量平台、加载机构、压力传感器、龙门架和摩擦力测试系统;所述待测滚动直线导轨副安装在床身上,移动测量平台、摩擦力测试系统、压力传感器与待测滚动直线导轨副的滑块相连,移动测量平台与加载机构相连,加载机构和压力传感器固定在龙门架上。
床身,用于定位安装待测滚动直线导轨副;
移动测量平台,用于连接滚动直线导轨副滑块和加载机构;
加载机构,包括手轮、交流伺服电机,用于对待测滚动直线导轨副预加载荷;
压力传感器,用于测量加载机构施加的负载;
龙门架,用于固定加载机构和压力传感器;
摩擦力测试单元,包括拉压力传感器、传感器固定架,用于测试滚动直线导轨副的摩擦力值。
按照设定的条件,利用上述搭建的系统对滚动直线导轨副进行摩擦力试验。共获得15组与滚动直线导轨副运行里程相对应的摩擦力测试值以及由公式
Figure BDA0002045414450000111
计算获得的Ti,数据如下表1所示。
表1综合磨损系数测试数据
Figure BDA0002045414450000112
Figure BDA0002045414450000121
利用公式Ti=KSi对15组数据(Si,Ti)进行线性拟合,拟合出的直线如图4所示,本实施例测得的滚动直线导轨副的综合磨损系数为K=1.19×10-14
由上可知,本发明测得的实际滚动直线导轨副综合磨损系数比以往经验值小几个数量级,对滚动直线导轨副的磨损分析更为合理。本发明提供的测量滚动直线导轨副综合磨损系数的理论和实验方法,填补了该领域的空白,且该方法测量速度快、精度高,为滚动直线导轨副的性能退化模型提供理论支撑和实验验证,更进一步地为研究计算机数控机床滚动直线导轨及其它滚动部件的磨损过程提供了新思路。

Claims (8)

1.一种滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、建立滚动直线导轨副综合磨损系数计算模型;具体为:
步骤1-1、建立滚动直线导轨副综合磨损系数和滑块滚道磨损体积的关系为:
Figure FDA0002574412930000011
式中,WV为滑块滚道磨损体积,Qi为滚珠与导轨滚道之间的接触力,Li为滚珠相对于滑块滚道的滑动距离,H为滑块硬度,K为滚动直线导轨副综合磨损系数;
其中,滚珠与导轨滚道之间的接触力Qi为:
Figure FDA0002574412930000012
式中,FV为施加的工作载荷,k为载荷计算中适用的滚珠列数,Z为一列中承载的滚珠数,α为接触角;
其中,滚珠相对于滑块滚道的滑动距离Li为:
Li=Vi·t
式中,t为滑块运行时间,Vi为相对于滑块滚道的滚珠滑动速度,表示为:
Figure FDA0002574412930000013
其中,Rg为:
Figure FDA0002574412930000014
式中,VC为滑块运行速度,Rg为椭圆接触面的等效曲率半径,f为滑块滚道槽半径与滚珠直径之比,Da为滚珠直径;
步骤1-2、根据步骤1-1,进一步获得滚动直线导轨副综合磨损系数和滑块滚道的磨损体积的关系为:
Figure FDA0002574412930000015
步骤1-3、获取滚动直线导轨副单个滚珠和滑块滚道之间的接触面积Ai为:
Ai=πab
式中,a为滚珠和滑块滚道接触椭圆的半长轴,b为滚珠和滑块滚道接触椭圆的半短轴;
步骤1-4、结合步骤1-2、步骤1-3,获得单个滚珠与滑块滚道接触面的磨损深度Δδi为:
Figure FDA0002574412930000021
步骤1-5、引入单个滚珠与滑块滚道之间接触面磨损深度的修正系数K′为:
Figure FDA0002574412930000022
式中,l为滑块长度;在滚动直线导轨副运行状态下,滚珠与滚动直线导轨副滑块滚道之间的磨损区域被视为矩形,2b为该矩形的宽度;
步骤1-6、结合步骤1-4、步骤1-5,获得修正后的单个滚珠与滑块滚道之间接触面的磨损深度Δδi为:
Figure FDA0002574412930000023
步骤1-7、获取单个滚珠与滑块滚道之间的法向力FN为:
Figure FDA0002574412930000024
式中,FF为滑块的摩擦力,μ为摩擦系数;
步骤1-8、结合步骤1-7,获得滚动直线导轨副单个滚珠对应的局部变形量δi为:
Figure FDA0002574412930000025
式中,KH表示赫兹接触常数;
步骤1-9、结合步骤1-6,建立滚动直线导轨副的综合磨损系数计算模型为:
Figure FDA0002574412930000031
结合步骤1-8,得
Figure FDA0002574412930000032
其中,
Figure FDA0002574412930000033
令VC·t=Si,得
Figure FDA0002574412930000034
则整理上述滚动直线导轨副的综合磨损系数计算模型,得:
Figure FDA0002574412930000035
其中,J为:
Figure FDA0002574412930000036
式中,
Figure FDA0002574412930000037
为滚动直线导轨副运行Si里程后的摩擦力,
Figure FDA0002574412930000038
为滚动直线导轨副的初始摩擦力值;
步骤2、设定滚动直线导轨副摩损系数的测试条件;
步骤3、在所述测试条件下对待测滚动直线导轨副进行测试,并结合步骤1的模型获取滚动直线导轨副综合磨损系数。
2.根据权利要求1所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,步骤2所述滚动直线导轨副摩损系数的测试条件包括:滚动直线导轨副的运动速度、预加载荷水平、测试间隔以及试验结束条件;
设定滚动直线导轨副综合磨损系数的测试条件,具体为:
(1)设定待测滚动直线导轨副的运动速度为v m/min,取20≤v≤40;
(2)设定待测滚动直线导轨副的预加载荷为Fp,取Fp≤30%C,其中C为待测滚动直线导轨副的额定动载荷;
(3)设定每跑合n km对滚动直线导轨副进行一次摩擦力测试,每次摩擦力测试需重复n1次;
(4)设定测试得到的摩擦力值低于m N时,结束试验,m≥1。
3.根据权利要求2所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,所述n1=3,10≤n≤50。
4.根据权利要求3所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,步骤3所述在测试条件下对待测滚动直线导轨副进行测试,并结合步骤1的模型获取滚动直线导轨副综合磨损系数,具体为:
步骤3-1、将待测滚动直线导轨副放置在恒温室内t1小时;
步骤3-2、对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试,若测得的摩擦力值低于m,结束试验,执行步骤3-3;反之重复步骤3-2;
步骤3-3、根据试验获得的所有摩擦力值数据,求取滚动直线导轨副综合磨损系数。
5.根据权利要求4所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,步骤3-2所述对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试的系统,包括待测滚动直线导轨副、床身、移动测量平台、加载机构、压力传感器、龙门架和摩擦力测试单元;所述待测滚动直线导轨副安装在床身上,移动测量平台、摩擦力测试单元、压力传感器与待测滚动直线导轨副的滑块相连,移动测量平台与加载机构相连,加载机构和压力传感器固定在龙门架上;
所述床身,用于定位安装待测滚动直线导轨副;
所述移动测量平台,用于连接滚动直线导轨副滑块和加载机构;
所述加载机构,用于对待测滚动直线导轨副预加载荷;
所述压力传感器,用于测量加载机构施加的负载;
所述龙门架,用于固定加载机构和压力传感器;
所述摩擦力测试单元,用于测试滚动直线导轨副的摩擦力值。
6.根据权利要求5所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,步骤3-2所述对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试,若测得的摩擦力值低于m,结束试验,执行步骤3-3,反之重复步骤3-2,具体为:
步骤3-2-1、将待测滚动直线导轨副安装在床身上,以测试条件所设定的运动速度v空载往复跑合,以使滚动直线导轨副充分润滑;
步骤3-2-2、对待测滚动直线导轨副进行摩擦力测试,获得初始摩擦力值,记为
Figure FDA0002574412930000051
步骤3-2-3、以设定的条件运行n km后,对待测滚动直线导轨副进行第i次摩擦力测试:对待测滚动直线导轨副进行正反向摩擦力测试,且重复该测试p次;将第i次测试获得的p组正向行程的摩擦力值记为:Fi1、Fi2、...、Fip;p组反向行程的摩擦力值记为:F′i1、F′i2、...、F′ip;其中,
步骤3-2-4、对p组摩擦力值求平均,获得第i次摩擦力测试的摩擦力值
Figure FDA0002574412930000052
为:
Figure FDA0002574412930000053
记录第i次摩擦力测试时滚动直线导轨副的跑合里程Si和对应的摩擦力值
Figure FDA0002574412930000054
步骤3-2-5、若测得摩擦力值
Figure FDA0002574412930000055
大于m,则令i=i+1并返回执行步骤3-2-3;反之结束试验,执行步骤3-3。
7.根据权利要求6所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,所述p=3。
8.根据权利要求6所述的滚动直线导轨副综合磨损系数测试方法,其特征在于,步骤3-3根据试验获得的摩擦力值数据,求取滚动直线导轨副综合磨损系数,具体为:
步骤3-3-1、令
Figure FDA0002574412930000056
步骤3-3-2、将计算得到的Ti和相关里程Si记为坐标点(Si,Ti),共获得i个坐标点;
步骤3-3-3、利用公式Ti=KSi并采用插值法对i个坐标点进行拟合,拟合得到的直线斜率即为滚动直线导轨副的综合磨损系数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110725861B (zh) * 2019-09-17 2020-10-27 浙江工业大学 一种施加滚珠直线导轨副预紧力的方法
CN111366363A (zh) * 2020-01-09 2020-07-03 南京理工大学 滚动直线导轨副预加载荷和预紧拖动力同步测量系统及方法
CN111855448B (zh) * 2020-07-31 2022-06-24 东风商用车有限公司 一种金属材料滚动接触疲劳试验裂纹检测方法
CN113011041B (zh) * 2021-04-01 2022-10-21 南京理工大学 考虑微观接触特性的滚动直线导轨副预紧力衰退计算方法
CN115660224B (zh) * 2022-12-12 2023-03-17 南京理工大学 一种滚柱直线导轨副的预紧拖动力预测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU797765A1 (ru) * 1979-03-19 1981-01-23 Якутское Управление Научно- Производственного Объединения"Сибцветметавтоматика" Способ автоматического регули-РОВАНи зАгРузКи шАРОВ B бАРАбАН-Ную МЕльНицу
JPH0943130A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気ヘッドの摩耗係数推定装置
JP2001050270A (ja) * 1999-08-03 2001-02-23 Shigeo Takahashi リニヤガイドユニット
CN104880373A (zh) * 2015-05-06 2015-09-02 同济大学 一种复杂地层盾构刀具掘进磨损系数测试装置
CN106845117A (zh) * 2017-01-22 2017-06-13 北京工业大学 一种随机磨损工况下机床导轨副直线度衰退计算方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU797765A1 (ru) * 1979-03-19 1981-01-23 Якутское Управление Научно- Производственного Объединения"Сибцветметавтоматика" Способ автоматического регули-РОВАНи зАгРузКи шАРОВ B бАРАбАН-Ную МЕльНицу
JPH0943130A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気ヘッドの摩耗係数推定装置
JP2001050270A (ja) * 1999-08-03 2001-02-23 Shigeo Takahashi リニヤガイドユニット
CN104880373A (zh) * 2015-05-06 2015-09-02 同济大学 一种复杂地层盾构刀具掘进磨损系数测试装置
CN106845117A (zh) * 2017-01-22 2017-06-13 北京工业大学 一种随机磨损工况下机床导轨副直线度衰退计算方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"线接触滑/滚复合磨损实验和理论研究;罗双强;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20160915(第09(2016)期);正文第11-18,39-55页 *
滚动直线导轨副精度保持性研究及试验分析;姬中晴;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20170215(第02(2017)期);正文第27-56页 *
罗双强."线接触滑/滚复合磨损实验和理论研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》.2016,(第09(2016)期),正文第11-18,39-55页. *

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