CN112051061A

CN112051061A - 一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台

Info

Publication number: CN112051061A
Application number: CN202010939550.5A
Authority: CN
Inventors: 聂从辉; 欧屹; 冯虎田; 龚梦辉
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2040-09-09
Also published as: CN112051061B

Abstract

本发明公开了一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台，该试验台包括箱体以及设置于箱体内的传动部件、移动部件、支撑部件和加载部件；其中，传动部件，用于实现圆弧导轨的跑合；移动部件，用于实现加载部件与圆弧导轨同步运动；支撑部件，用于支撑加载部件；加载部件，用于对圆弧导轨进行加载，模拟实际工况。本发明的装置能够模拟实际工况对圆弧导轨进行测试跑合，其加载载荷范围广，加载稳定。本装置通用性广，通过更换工装板，可以对不同尺寸的圆弧导轨进行试验。本装置结构稳定，刚性强。本装置作为圆弧导轨加载测试试验台，为圆弧导轨的性能研究提供了前提条件，对于圆弧导轨的研究和性能测试有着重要作用。

Description

一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台

技术领域

本发明属于导轨测试领域，特别涉及一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台。

背景技术

滚动导轨是由导轨、滑块以及之间的滚动体组成的高精度传动装置，其高精度、高灵敏度以及低摩擦等特性使得其在机械传动领域得到广泛应用。圆弧导轨，作为滚动导轨的一种，不仅有着一般直线导轨拥有的优良特性，而且其非直线运动特性使得圆弧导轨在诸多领域有着应用潜力。但是与一般直线导轨不一样的特殊结构使得圆弧导轨性能有所差异，研究其有关性能对于圆弧导轨的发展有着至关重要的作用。

现阶段，对于直线导轨的研究越来越成熟，但是，对于圆弧导轨的研究才刚刚起步，对其测试试验台的研究更是少之又少。对圆弧导轨进行跑合与载荷测试是研究其动态性能的前提，因此发明一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台，所述试验台包括箱体以及设置于箱体内的传动部件、移动部件、支撑部件和加载部件；

所述传动部件，用于实现圆弧导轨的跑合；

所述移动部件，用于实现加载部件与圆弧导轨同步运动；

所述支撑部件，用于支撑加载部件；

所述加载部件，用于对圆弧导轨进行加载，模拟实际工况。

进一步地，所述箱体包括底座、外壁板、顶壁板以及工装板，所述底座固定于地面，底座的两侧垂直设置两个外壁板，外壁板的上方设置连接两个外壁板的顶壁板，外壁板的内壁上均设有一个用于安装圆弧导轨的工装板。

进一步地，所述移动部件包括测量导轨、平衡导轨、滑台以及移动导轨；所述测量导轨用于保证加载部件在垂直方向的自由度，移动导轨和滑台用于保证加载部件在水平方向的自由度；所述移动导轨安装在底座上，滑台设置在移动导轨上可沿导轨滑动，滑台上设置平衡导轨，平衡导轨上设置支撑部件，支撑部件上设置测量导轨。

进一步地，所述支撑部件包括支撑板和支撑架，所述支撑架的工作面与滑台的表面垂直，且工作面上设置所述测量导轨，所述支撑板设置于测量导轨上。

进一步地，所述传动部件包括伺服电机、滚珠丝杠副、滚动轴承及轴承支座；所述伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠副相连，滚珠丝杠副的螺母与滑台相连，丝杠两端通过滚动轴承安装在轴承支座上，轴承支座固定在底座上。

进一步地，所述加载部件包括液压泵、第一加载套筒、第二加载套筒、第一推力滚柱轴承、活塞杆轴套、活塞—活塞杆、液压缸体、液压缸套筒、第二推力滚柱轴承；所述加载部件贯穿所述支撑架，并与支撑架的工作面垂直；其中，所述液压缸体固定在支撑板上，并与液压泵相连；位于液压缸体一端的活塞—活塞杆上套有活塞杆轴套，第二加载套筒嵌套于活塞杆轴套上，该轴套上靠近第二加载套筒的轴端设置第二推力滚柱轴承；液压缸体的另一端套有液压缸套筒，第一加载套筒嵌套于液压缸套筒上，该液压缸套筒靠近第一加载套筒的轴端设置第一推力滚柱轴承。

进一步地，所述第一加载套筒和第二加载套筒上设置力传感器，用于实时监控载荷的变化。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)结构稳定，操作简单；2)使用液压加载，载荷稳定且载荷范围广；3)通过更换工装板可以对不同尺寸的圆弧导轨进行试验，通用性较强；4)可同时进行两根圆弧导轨的载荷测试，且结构成对称分布保证了两端被测圆弧导轨受力一致；5)使用对称设计的结构，在保证了受载均匀的同时，大大缩小了结构尺寸，保障了液压加载时的结构稳定性。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为一个实施例中圆弧导轨加载测试试验台的装配示意图。

图2为一个实施例中圆弧导轨加载测试试验台(去除箱体)的装配示意图。

图3为一个实施例中加载部件的装配剖视图。

图4为一个实施例中支撑架的轴测图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在一个实施例中，结合图1和图2，提供了一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台，所述试验台包括箱体以及设置于箱体内的传动部件、移动部件、支撑部件和加载部件；

所述传动部件，用于实现圆弧导轨的跑合；

所述移动部件，用于实现加载部件与圆弧导轨同步运动，同时保证两边载荷相等；

所述支撑部件，用于支撑加载部件，以及防止支撑部件随意窜动；

所述加载部件，用于对圆弧导轨进行加载，模拟实际工况。

进一步地，在其中一个实施例中，所述箱体包括底座1、外壁板2、顶壁板14以及工装板3，所述底座1固定于地面，底座1的两侧垂直设置两个外壁板2，外壁板2的上方设置连接两个外壁板2的顶壁板14，外壁板2的内壁上均设有一个用于安装圆弧导轨9的工装板3。

这里，底座1、外壁板2、顶壁板14以及工装板3均通过螺栓安装固定。

这里，顶壁板14连接外壁板，以增加其刚度，减小弯矩，增大承载能力。

进一步地，在其中一个实施例中，所述移动部件包括测量导轨6、平衡导轨10、滑台11以及移动导轨12；所述测量导轨6用于保证加载部件在垂直方向的自由度，移动导轨12和滑台11用于保证加载部件在水平方向的自由度；所述移动导轨12安装在底座1上，滑台11设置在移动导轨12上可沿导轨滑动，滑台11上设置平衡导轨10，平衡导轨10上设置支撑部件，支撑部件上设置测量导轨6。

这里优选地，为保证运行平稳以及提高承载能力，测量导轨6和平衡导轨10均采用双滑块式导轨，移动导轨12采用三滑块式导轨。

进一步地，在其中一个实施例中，所述支撑部件包括支撑板7和支撑架5，所述支撑架5的工作面与滑台11的表面垂直，且工作面上设置所述测量导轨6，所述支撑板7设置于测量导轨6上。

这里，平衡导轨10和支撑架5组成力平衡装置，通过其左右移动以实现两边加载平衡。

这里示例性地，支撑架如图4所示，其中间为穿孔，便于加载部件能上下移动，为提高其刚度，在一侧增加了加强筋结构。

进一步地，在其中一个实施例中，所述传动部件包括伺服电机、滚珠丝杠副13、滚动轴承及轴承支座；所述伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠副13相连，滚珠丝杠副13的螺母与滑台11相连，丝杠两端通过滚动轴承安装在轴承支座上，轴承支座固定在底座1上。

这里，伺服电机连接外部测控系统，其行程设置、伺服电机速度、运转周期、以及施加载荷等参数都是通过测控系统进行设置。

进一步地，在其中一个实施例中，结合图3，所述加载部件包括液压泵、第一加载套筒4、第二加载套筒8、第一推力滚柱轴承15、活塞杆轴套19、活塞—活塞杆20、液压缸体17、液压缸套筒16、第二推力滚柱轴承18；所述加载部件贯穿所述支撑架5，并与支撑架5的工作面垂直；其中，所述液压缸体17固定在支撑板7上，并与液压泵相连；位于液压缸体17一端的活塞—活塞杆20上套有活塞杆轴套19，第二加载套筒8嵌套于活塞杆轴套19上，该轴套上靠近第二加载套筒8的轴端设置第二推力滚柱轴承18；液压缸体18的另一端套有液压缸套筒16，第一加载套筒4嵌套于液压缸套筒16上，该液压缸套筒16靠近第一加载套筒4的轴端设置第一推力滚柱轴承15。

这里，第一推力滚柱轴承15和第二推力滚柱轴承18主要用于保证载荷均匀，防止因接触不好导致偏载对圆弧导轨9产生不良影响。而两个加载套筒同样是为了保证载荷均匀施加在两侧的圆弧导轨9上。

进一步地，在其中一个实施例中，所述第一加载套筒4和第二加载套筒8上设置力传感器，用于实时监控载荷的变化。

本发明进行加载试验的过程如下：

1)安装圆弧导轨。将与圆弧导轨对应的工装板3安装于外壁板2上，将圆弧导轨9安装于工装板3。

2)设置跑合行程。量取圆弧导轨9两端水平长度，并设置正行程和反行程初始位置。

3)施加载荷。打开伺服电机开关，打开液压开关，使第一加载套筒4和第二加载套筒8都接触到圆弧导轨9，继续加压，直到载荷达到所需载荷为止。

4)设置伺服电机速度、周期等参数，打开伺服电机开关进行跑合。

本发明的装置能够模拟实际工况对圆弧导轨进行测试跑合，其加载载荷范围广，加载稳定。本装置通用性广，通过更换工装板，可以对不同尺寸的圆弧导轨进行试验。本装置结构稳定，刚性强。本装置作为圆弧导轨加载测试试验台，为圆弧导轨的性能研究提供了前提条件，对于圆弧导轨的研究和性能测试有着重要作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述试验台包括箱体以及设置于箱体内的传动部件、移动部件、支撑部件和加载部件；

所述传动部件，用于实现圆弧导轨的跑合；

所述移动部件，用于实现加载部件与圆弧导轨同步运动；

所述支撑部件，用于支撑加载部件；

所述加载部件，用于对圆弧导轨进行加载，模拟实际工况。

2.根据权利要求1所述的圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述箱体包括底座(1)、外壁板(2)、顶壁板(14)以及工装板(3)，所述底座(1)固定于地面，底座(1)的两侧垂直设置两个外壁板(2)，外壁板(2)的上方设置连接两个外壁板(2)的顶壁板(14)，外壁板(2)的内壁上均设有一个用于安装圆弧导轨(9)的工装板(3)。

3.根据权利要求2所述的圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述移动部件包括测量导轨(6)、平衡导轨(10)、滑台(11)以及移动导轨(12)；所述测量导轨(6)用于保证加载部件在垂直方向的自由度，移动导轨(12)和滑台(11)用于保证加载部件在水平方向的自由度；所述移动导轨(12)安装在底座(1)上，滑台(11)设置在移动导轨(12)上可沿导轨滑动，滑台(11)上设置平衡导轨(10)，平衡导轨(10)上设置支撑部件，支撑部件上设置测量导轨(6)。

4.根据权利要求3所述的圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述支撑部件包括支撑板(7)和支撑架(5)，所述支撑架(5)的工作面与滑台(11)的表面垂直，且工作面上设置所述测量导轨(6)，所述支撑板(7)设置于测量导轨(6)上。

5.根据权利要求4所述的圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述传动部件包括伺服电机、滚珠丝杠副(13)、滚动轴承及轴承支座；所述伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠副(13)相连，滚珠丝杠副(13)的螺母与滑台(11)相连，丝杠两端通过滚动轴承安装在轴承支座上，轴承支座固定在底座(1)上。

6.根据权利要求5所述的圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述加载部件包括液压泵、第一加载套筒(4)、第二加载套筒(8)、第一推力滚柱轴承(15)、活塞杆轴套(19)、活塞—活塞杆(20)、液压缸体(17)、液压缸套筒(16)、第二推力滚柱轴承(18)；所述加载部件贯穿所述支撑架(5)，并与支撑架(5)的工作面垂直；其中，所述液压缸体(17)固定在支撑板(7)上，并与液压泵相连；位于液压缸体(17)一端的活塞—活塞杆(20)上套有活塞杆轴套(19)，第二加载套筒(8)嵌套于活塞杆轴套(19)上，该轴套上靠近第二加载套筒(8)的轴端设置第二推力滚柱轴承(18)；液压缸体(18)的另一端套有液压缸套筒(16)，第一加载套筒(4)嵌套于液压缸套筒(16)上，该液压缸套筒(16)靠近第一加载套筒(4)的轴端设置第一推力滚柱轴承(15)。

7.根据权利要求6所述的圆弧导轨大载荷加载测试试验台，其特征在于，所述第一加载套筒(4)和第二加载套筒(8)上设置力传感器，用于实时监控载荷的变化。