CN203772665U - 丝杆螺旋槽加速磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种丝杆螺旋槽加速磨损试验机，包括底座、安装于底座上的丝杆下固定板与丝杆上固定板、用于驱动待测丝杆的驱动装置，还包括配重块导杆、活动连接于所述配重块导杆上的导向轴底座，所述导向轴底座具有用于与待测丝杆的螺旋槽间隙配合的导向轴。所述驱动装置驱动待测丝杆旋转的正反转，通过与之螺旋槽配合的导向轴，把旋转运动转变为配重块底座和导向轴的反复直线运动。根据磨损模型通过增大导向轴对待测丝杆的表面压力p，即可实现缩短试验时间。

Description

丝杆螺旋槽加速磨损试验机

技术领域

一种丝杆耐磨性的加速磨损试验机，具体是指一种丝杆螺旋槽侧面耐磨性的加速磨损试验机。

背景技术

针式打印机，尤其是微型针式打印机上的丝杆传动副是打印机的关键机构。随着打印机其他部件寿命的增长，人们对打印机寿命和打印质量的要求越来越高。如今多家公司的微型打印机声称整机寿命为1200万行，这就要求丝杆和导向轴这对摩擦副在确保打印机不出现字车机构卡死、打印失步等故障的寿命为1.2×107行，这样的高寿命要求导致了丝杆传动副的耐磨性远不能满足要求。为了研制出耐磨性比较好的丝杆，研究人员做了大量的研究工作，但是最终都需要做丝杆耐磨性试验，目前针式打印机生产厂家普遍采取实际使用实验方法来进行丝杆传动副耐磨性的评价。如果按每天连续打印3万行计算（每天打印8小时），打印1200万行需要400天。为了缩短试验时间可以采取昼夜安排人员值班连续打印的方法，但是试验周期也往往需要3-4个月，不符合实际的时效需求。

发明内容

为了缩短耐磨性试验时间，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种丝杆螺旋槽加速磨损试验机。

其技术方案如下：

一种丝杆螺旋槽加速磨损试验机，包括底座、安装于底座上的丝杆下固定板与丝杆上固定板、用于驱动待测丝杆的驱动装置，还包括配重块导杆、活动连接于所述配重块导杆上的导向轴底座，所述导向轴底座具有用于与待测丝杆的螺旋槽间隙配合的导向轴。

所述驱动装置驱动待测丝杆旋转的正反转，通过与之螺旋槽间隙配合的导向轴，把旋转运动转变为配重块底座和导向轴的反复直线运动。根据磨损模型通过增大导向轴对待测丝杆的表面压力p，即可实现缩短试验时间。

进一步地，所述导向轴底座上设有能够更换的配重块。通过更换配重块实现快速、简易地改变导向轴对待侧丝杆的表面压力p，从而得到多组测试数据。

进一步地，所述导向轴底座的横截面呈“凹”字型，其包括中部凹陷的凹部以及两侧凸出的两个凸部，所述导向轴从所述凹部凸出，所述凸部上面具有安装孔，所述配重块通过安装孔安装在所述导向轴底座上。

进一步地，导向轴底座的二凸部上分别具有通孔，所述导向轴底座通过上述配重块导杆穿过其通孔与配重块导杆配合，从而使得导向轴底座在横向被限位，在纵向被限位在丝杆下固定板与丝杆上固定板之间，更好地限定导向轴底座和配重块导杆的反复直线运动方向。

进一步地，通孔里安装有油毡，通过油毡与上述配重块导杆连接，从而减轻甚至防止由于导向轴底座与配重块导杆之间的相对位移所造成的磨损，进而延长丝杆螺旋槽加速磨损试验机的使用寿命。

进一步地，所述底座包括垂直部以及水平部，垂直部上开设有垂直槽，所述下丝杆固定板通过固定部件与垂直槽的配合安装在垂直部上。

进一步地，所述底座的垂直部开设有两个垂直槽，且所述两个垂直槽相互平行，使得丝杆下固定板可以选择性地安装在所述垂直槽的不同位置处，使得丝杆螺旋槽加速磨损试验机可以实现不同长度丝杆的耐磨性测试。

进一步地，所述驱动装置包括步进机、与步进机的主轴上通过盈配合安装的大齿轮以及与所述大齿轮啮合的小齿轮，通过小齿轮与待测丝杆的异性凸凹齿形配合面连接把旋转运动传递给丝杆。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述针式打印机丝杆螺旋槽耐磨性的加速磨损试验机的示意图。

图2是本实用新型实施例所述针式打印机丝杆螺旋槽耐磨性的加速磨损试验机的导向轴底座的另一视角的放大图。

图3是本实用新型实施例所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机的试验方法的丝杆示意图。

附图标记说明：

1.配重块导杆2.丝杆下固定板3.导向轴底座4.丝杆上固定板5.大齿轮6.电机固定板7.步进电机8.小齿轮9.丝杆10.配重块11.底座12.导向轴30.凹部31.凸部32.安装孔33.通孔90.螺旋槽100.丝杆螺旋槽加速磨损试验机110.垂直槽111.垂直部112.水平部113.螺栓

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，本实用新型的丝杆螺旋槽加速磨损试验机100包括配重块导杆1、丝杆下固定板2、导向轴底座3、丝杆上固定板4、大齿轮5、电机固定板6、步进电机7、小齿轮8、配重块10、底座11。底座11为横截面形状呈倒“T”字型的钣金件，其包括垂直部111以及水平部112。底板11的垂直部111上开设有垂直槽110。在本实施方式中，所述垂直槽110的数量为二，且所述二垂直槽110相互平行。所述丝杆下固定板2、丝杆上固定板4以及电机固定板6为横截面形状呈“L”型的钣金件，并且通过螺栓113安装于所述底板11的垂直部111上。其中，丝杆下固定板2通过螺栓113与所述二垂直槽110配合安装于所述垂直部111上。在另一实施例中，所述丝杆下固定板2、丝杆上固定板4以及电机固定板6的横截面形状也可以呈“T”型或者其他形状。所述步进电机7安装在电机固定板6上。步进电机7的主轴上通过盈配合安装所述大齿轮5。所述配重块导杆1的一端安装在丝杆上固定板4上，配重块导杆1的另一端通过丝杆下固定板2安装在底座11上。

如图2所示，所述导向轴底座3的横截面呈“凹”字型，其包括中部凹陷的凹部30以及两侧凸出的二凸部31。所述凹部30上凸伸出一导向轴12。所述凸部31上面具有安装孔32。在本实施例中，每一凸部31上具有两个安装孔32，然后通过两个安装孔32与上述配重块10连接。配重块10具有与所述安装孔32对应的安装榫（图未示）。导向轴底座3的二凸部31上分别具有通孔33，每个通孔33内侧面分别安装有油毡（图未示）。所述导向轴底座3通过上述配重块导杆1穿过其通孔33与配重块导杆1配合，使得导向轴底座3在横向被限位，在纵向被限位于丝杆下固定板2与丝杆上固定板4之间。由于通孔33内具有油毡，油毡可以减轻甚至防止由于导向轴底座3与配重块导杆1之间的相对位移所造成的磨损，进而延长丝杆螺旋槽加速磨损试验机100的使用寿命。

待测试的丝杆9为一用于针式打印机的丝杆9，其表面具有若干螺旋槽90。特别地，所述待测试的丝杆9用于微型针式打印机。所述待测试的丝杆9从上述导向轴底座3的凹部30穿过，其一端安装在丝杆下固定板2上，另外一端安装在丝杆上固定板4上，并穿过所述丝杆上固定板4与所述小齿轮8配合连接。优选地，所述丝杆9与小齿轮8配合通过齿形连接。所述大齿轮5与所述小齿轮8发生啮合运动。上述导向轴12与丝杆9的螺旋槽90形成间隙配合，并在螺旋槽90里面滑动摩擦。丝杆9通过导向轴12驱动配重块10、导向轴底座3做上下直线运动。由于丝杆下固定板2通过螺栓113与所述二垂直槽110配合安装于所述垂直部111上，因此丝杆下固定板2可以选择性地安装在所述垂直槽110的不同位置处，使得丝杆螺旋槽加速磨损试验机100可以实现不同长度丝杆9的耐磨性测试。

本实用新型实施例的丝杆螺旋槽加速磨损试验机100工作时，步进电机7旋转，通过大齿轮5与小齿轮8的啮合运动，把旋转运动传递给小齿轮8，小齿轮8与丝杆9通过异性凸凹齿形配合面连接把旋转运动传递给丝杆9从而驱动丝杆9旋转；丝杆9旋转通过与之螺旋槽90配合的导向轴12，把旋转运动转变为配重块底座3、配重块10和导向轴12的直线运动。步进电机7可以通过控制板的控制或者人工控制实现加速转动、正反转动，从而实现配重块底座3、配重块10和导向轴12的加速、反复直线运动。丝杆9带动导向轴12驱动配重块底座3、配重块10和导向轴12做上下直线运动，实现磨损试验。

如图3所示，本实用新型实施例所述的利用上述丝杆螺旋槽加速磨损试验机100的试验方法包括以下步骤：

S1：标记丝杆9的测量起始端。

具体地，用划针在待测丝杆9一端面做记号，丝杆9一端标有记号则成为测量起始端。

S2：沿丝杆9的中心轴线划线。

具体地，利用高度游标卡尺或千分尺测量待测丝杆9的直径，在不同位置测量多次，优选地，测量次数为三次，求平均值得到丝杆9的直径，然后把高度游标卡尺调至一半高度并沿丝杆9轴划线。

S3：测量丝杆9的螺旋槽90的原始宽度A。

具体地，把已划线丝杆9放到光学轮廓仪下，从丝杆9的测量起始端沿划线痕迹依次测量丝杆9螺旋槽90的原始宽度A1，A2，A3，······An。

S4：安装丝杆于上述丝杆螺旋槽加速磨损试验机100中、进行丝杆9的磨损测试并记录测试时间。

具体地，把待测丝杆9一端安装在丝杆下固定板2上，并卡上开口挡圈；另外一端穿过丝杆上固定板4并与所述小齿轮8配合连接后并卡上开口挡圈，防止丝杆在实验中脱落。驱动所述待测丝杆9转动且通过与待测丝杆9的螺旋槽90间隙配合的导向轴带动所述导向轴底座11作直线运动，并记录测试开始时间t1和测试结束时间t2，（t2-t1）即为测试时间。

S5：测量丝9的螺旋槽90磨损后宽度B。

具体地，把磨损线丝杆9放到光学轮廓仪下，从丝杆9测量起始端沿划线痕迹依次测量丝杆9磨损后螺旋槽90的宽度B1，B2，B3，······Bn。

S6：求丝杆磨损量w。用计算得到测试时间为（t2-t1）时的丝杆磨损量w。

可以理解地，在步骤S4与S5之间还包括利用超声波清洗丝杆的步骤。

根据Archard磨损模型（w是试样的磨损量，k为摩擦系数，x为摩擦副之间的相对位移量，p为试样的表面压力，H为试样的硬度），可知磨损量W与摩擦系数、表面压力和摩擦副之间的相对位移量成正比，与试样的硬度成反比。故如果适当的增大配重块10的重量就可以增加试样的表面压力p，即可实现缩短试验时间。

可以理解地，本实用新型的丝杆螺旋槽加速磨损试验机100并不限定于利用齿轮间的啮合运动把旋转运动传递给丝杆9，只要可以驱动丝杆9旋转的驱动装置即可。本实用新型的丝杆螺旋槽加速磨损试验机100也并不限定是利用螺栓113固定所述丝杆下固定板2、丝杆上固定板4、及电机固定板6，只要是可以安装上述板件的固定部件即可。

本实用新型的丝杆螺旋槽加速磨损试验机100是一种模拟丝杆9实际使用情况加速磨损试验机，一方面较实际使用试验方法大幅度的缩短了耐磨性试验时间，另外一方面由于操作简单，可通过改变实验条件得出多组实验数据，使得实验结果较实验室试件实验方法更具有实用性价值。再有，由于本实用新型的丝杆螺旋槽加速磨损试验机100的结构简单，成本低，适用于业界推广使用。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种丝杆螺旋槽加速磨损试验机，包括底座、安装于底座上的丝杆下固定板与丝杆上固定板、用于驱动待测丝杆的驱动装置，其特征在于：还包括配重块导杆、活动连接于所述配重块导杆上的导向轴底座，所述导向轴底座具有用于与待测丝杆的螺旋槽间隙配合的导向轴，且该导向轴底座上设有能够更换的配重块。 

2.如权利要求1所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机，其特征在于：所述导向轴底座的横截面呈“凹”字型，其包括中部凹陷的凹部以及两侧凸出的两个凸部，所述导向轴从所述凹部凸出，所述凸部上面具有安装孔，所述配重块通过安装孔安装在所述导向轴底座上。 

3.如权利要求2所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机，其特征在于：导向轴底座的二凸部上分别具有通孔，所述导向轴底座通过上述配重块导杆穿过其通孔与配重块导杆配合。 

4.如权利要求3所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机，其特征在于：通孔里安装有油毡，通过油毡与上述配重块导杆连接。 

5.如权利要求1所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机，其特征在于：所述底座包括垂直部以及水平部，垂直部上开设有垂直槽，所述丝杆下固定板通过固定部件与垂直槽的配合安装在垂直部上。 

6.如权利要求5所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机，其特征在于：所述底座的垂直部开设有两个垂直槽，且所述两个垂直槽相互平行。 

7.如权利要求1所述的丝杆螺旋槽加速磨损试验机，其特征在于：所述驱动装置包括步进机、与步进机的主轴上通过盈配合安装的大齿轮以及与所述大齿轮啮合的小齿轮。