CN204115926U - 一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，包括丝杠转动机构、力矩测试机构和轴向力作用机构，所述丝杠转动机构上设置有用于可转动地水平固定被测丝杠的固定座和尾座，所述固定座和尾座分别位于被测丝杠的两端，所述被测丝杠上设置有与所述轴向力作用机构连接的测试螺母，所述测试螺母上设置有力臂，所述力矩测试机构包括有对应抵接所述力臂的称重传感器，所述称重传感器安装在可沿被测丝杠轴向方向移动的支撑台上。本产品能够保持测试螺母在轴向作用力下测量滚珠丝杆的摩擦力矩，简易高效地对丝杠摩擦力矩的测值数据进行采集，避免受到其它力矩或作用力的干扰，实现高精度、高准度的滚珠丝杠摩擦力矩数据获取。

Description

一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置。

背景技术

滚珠丝杠是机电领域中得到广泛应用的功能部件，例如应用在数控机床的进给传动系统中，滚珠丝杠具有导向传动效率高、传动平稳，同步性和精度保持性好，以及可靠性高等优点，其可将电机的旋转运动转变为执行部件的直线运动，从而用较小的转矩来获得很大的推力。滚摩擦力矩特性是滚珠丝杠加工质量、设计参数及性能的一项综合机械工作性能指标。珠丝杠的摩擦力产生机理比较复杂，其产生是多种因素综合作用的结果，它不仅与丝杠本身的结构尺寸、几何精度、材料及热处理性能有关，还与工作载荷、装配精度、调整预紧方法、反向器选择、润滑条件及环境参数有关。摩擦力矩的波动直接影响到温度以及振动的变化，测量摩擦力矩的大小，分析找出摩擦力矩波动的原因，是实现精密微量进给和精密高速进给的基础和前提。

因此，了解滚珠丝杠摩擦力矩的产生，测量摩擦力矩的大小，分析找出摩擦力矩拨动的原因，对提高滚珠丝杠的质量具有非常重要的意义，虽然目前高精度的滚珠丝杠的摩擦力矩已经达到较小的范围，但仍然能够产生显著的影响，特别是在轴向作用力下滚珠丝杠所产生的摩擦力力矩，目前还没有相应用于测量轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩的测试装置。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，可以有效测量轴向作用力下滚珠丝杠的摩擦力矩，从而帮助提高滚珠丝杠的产品质量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，包括丝杠转动机构、力矩测试机构和轴向力作用机构，所述丝杠转动机构上设置有用于可转动地水平固定被测丝杠的固定座和尾座，所述固定座和尾座分别位于被测丝杠的两端，所述被测丝杠上设置有与所述轴向力作用机构连接的测试螺母，所述测试螺母上设置有力臂，所述力矩测试机构包括有对应抵接所述力臂的称重传感器，所述称重传感器安装在可沿被测丝杠轴向方向移动的支撑台上。

作为上述技术方案的改进，所述轴向力作用机构设置有配重块，所述配重块通过双拉索与所述测试螺母连接，所述双拉索一端对称地连接在测试螺母圆心水平位置的两端，且双拉索与所述被测丝杠平行地拉伸并对应套置在一滑轮组上，所述滑轮组安装在转轴支架上，双拉索的另一端紧固连接配重块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定座紧固在一凸台上，所述尾座可沿被测丝杠轴向移动地固定在与尾座相匹配的基座上，固定座和尾座分别设置有同心固定所述被测丝杠的尖轴和顶针。

进一步，所述顶针可伸缩地设置在所述尾座的一端，尾座的另一端设置有用于控制所述顶针伸缩的手轮。

进一步，所述支撑台架设在与所述被测丝杠平行的导轨台上，所述导轨台中设置有平行于被测丝杠的研磨丝杠，所述研磨丝杠上匹配设置有紧固连接支撑台的螺母座，所述被测丝杠和研磨丝杠均连接有伺服电机。

进一步，所述称重传感器为荷重应变式测力传感器，称重传感器的一端紧固在所述支撑台上，称重传感器的另一端悬空地与所述力臂相抵接。

进一步，所述丝杠转动机构、力矩测试机构和轴向力作用机构设置运行在大理石制成的工作台上。

本实用新型的有益效果是：本产品能够保持测试螺母在轴向作用力下测量滚珠丝杆的摩擦力矩，简易高效地对丝杠摩擦力矩的测值数据进行采集，避免受到其它力矩或作用力的干扰，实现高精度、高准度的滚珠丝杠摩擦力矩数据获取，帮助提高滚珠丝杠产品的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的安装结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，包括丝杠转动机构1、力矩测试机构2和轴向力作用机构5，所述丝杠转动机构1上设置有用于可转动地水平固定被测丝杠3的固定座11和尾座12，所述固定座11和尾座12分别位于被测丝杠3的两端，所述被测丝杠3上设置有与所述轴向力作用机构5连接的测试螺母4，所述测试螺母4上设置有力臂41，所述力矩测试机构2包括有对应抵接所述力臂41的称重传感器21，所述称重传感器21安装在可沿被测丝杠3轴向方向移动的支撑台22上；尽管现有的滚珠丝杠表面摩擦系数相当小，但在压力作用下仍会产生相应的摩擦力，因此，轴向力作用机构5给测试螺母4加载以恒定平稳的轴向作用力，使测试螺母4与被测丝杠3之间产生相应的作用力，因而当被测丝杠3转动时测试螺母4便会在摩擦力的作用下跟随转动，由此设置在测试螺母4上的力臂41相应对称重传感器21输出摩擦力矩，藉由数据采集设备连接称重传感器21便可获得摩擦力矩数据，同时因为测试螺母4的旋转被称重传感器21所限制，故测试螺母4只能沿轴向平移，称重传感器21通过支撑台22可随测试螺母4同步平移，从而确保称重传感器21可持续测量摩擦力矩，支撑台22可通过浮台或者轮台等方式实现移动，以适应测试需求提高测试精准度，同时轴向力作用机构5确保测试螺母4不偏转，很好地避免测试受到其它作用力和力矩的干扰，保持测试数据的准确性，以助于提高滚珠丝杠的产品质量，间接提高应用滚珠丝杠工作的数控机床等设备的动态性能。

作为上述实施方式的改进，优选地，所述轴向力作用机构5设置有配重块51，所述配重块51通过双拉索52与所述测试螺母4连接，所述双拉索52一端对称地连接在测试螺母4圆心水平位置的两端，且双拉索52与所述被测丝杠3平行地拉伸并对应套置在一滑轮组53上，双拉索52对测试螺母4对称地施加轴向作用力，从而有效避免因为轴向作用力施加不平衡而导致测试螺母4偏转，以及影响摩擦力矩的测值，所述滑轮组53安装在转轴支架54上，双拉索52的另一端紧固连接配重块51，很简单地，配重块51的自身重量即是轴向力作用机构5所施加轴向力的大小，只要更换配重块51或加载额外重量，便可改变所施加轴向力的大小，且轴向力保持恒定，有效防止让测值发生波动干扰，简单有效地实现轴向力持续稳定的施加，确保摩擦力矩测试准确。

作为上述实施方式的进一步所述，所述固定座11紧固在一凸台13上，适当调高被测丝杠3的位置，所述尾座12可沿被测丝杠3轴向移动地固定在与尾座12相匹配的基座14上，从而调整尾座12的位置便可适应固定不同长度的滚珠丝杠，固定座11和尾座12分别设置有同心固定所述被测丝杠3的尖轴15和顶针17，尖轴15和顶针17的尖端同时顶置于被测丝杠3的两端轴心处，最大程度地减少其转动阻力，而且只要尖轴15或顶针17任一进行转动均可带动被测丝杠3，故可通过尖轴15或顶针17连接电机等驱动装置，从而由驱动装置带动被测丝杠3。

进一步，所述顶针17可伸缩地设置在所述尾座12的一端，尾座12的另一端设置有用于控制所述顶针17伸缩的手轮18，便于藉由手轮18微调顶针17顶紧被测丝杠3。 

进一步，作为一种优选方案，所述支撑台22架设在与所述被测丝杠3平行的导轨台23上，所述导轨台23中设置有平行于被测丝杠3的研磨丝杠24，所述研磨丝杠24上匹配设置有紧固连接支撑台22的螺母座25，所述被测丝杠3和研磨丝杠24均连接有伺服电机6，使用伺服电机6同步驱动被测丝杠3和研磨丝杠24，从而使得测试螺母4和螺母座25以相同的轴向速度运动，而且研磨丝杠24可确保运动的平稳性以及运动精度，更好地保证摩擦力矩测试准确。

进一步，所述称重传感器21为荷重应变式测力传感器，在伺服电机6等同步装置保证测试螺母4和螺母座25同步运动的条件下，称重传感器21的一端紧固在所述支撑台22上，称重传感器21的另一端悬空地与所述力臂41相抵接，以精确测量滚珠丝杠的滚动摩擦力矩。

进一步，所述丝杠转动机构1、力矩测试机构2和轴向力作用机构5设置运行在大理石制成的工作台上，有效避免各个机构、构件之间的信号干扰。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：包括丝杠转动机构（1）、力矩测试机构（2）和轴向力作用机构（5），所述丝杠转动机构（1）上设置有用于可转动地水平固定被测丝杠（3）的固定座（11）和尾座（12），所述固定座（11）和尾座（12）分别位于被测丝杠（3）的两端，所述被测丝杠（3）上设置有与所述轴向力作用机构（5）连接的测试螺母（4），所述测试螺母（4）上设置有力臂（41），所述力矩测试机构（2）包括有对应抵接所述力臂（41）的称重传感器（21），所述称重传感器（21）安装在可沿被测丝杠（3）轴向方向移动的支撑台（22）上。

2.根据权利要求1所述的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：所述轴向力作用机构（5）设置有配重块（51），所述配重块（51）通过双拉索（52）与所述测试螺母（4）连接，所述双拉索（52）一端对称地连接在测试螺母（4）圆心水平位置的两端，且双拉索（52）与所述被测丝杠（3）平行地拉伸并对应套置在一滑轮组（53）上，所述滑轮组（53）安装在转轴支架（54）上，双拉索（52）的另一端紧固连接配重块（51）。

3.根据权利要求1所述的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：所述固定座（11）紧固在一凸台（13）上，所述尾座（12）可沿被测丝杠（3）轴向移动地固定在与尾座（12）相匹配的基座（14）上，固定座（11）和尾座（12）分别设置有同心固定所述被测丝杠（3）的尖轴（15）和顶针（17）。

4.根据权利要求3所述的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：所述顶针（17）可伸缩地设置在所述尾座（12）的一端，尾座（12）的另一端设置有用于控制所述顶针（17）伸缩的手轮（18）。

5.根据权利要求1所述的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：所述支撑台（22）架设在与所述被测丝杠（3）平行的导轨台（23）上，所述导轨台（23）中设置有平行于被测丝杠（3）的研磨丝杠（24），所述研磨丝杠（24）上匹配设置有紧固连接支撑台（22）的螺母座（25），所述被测丝杠（3）和研磨丝杠（24）均连接有伺服电机（6）。

6.根据权利要求5所述的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：所述称重传感器（21）为荷重应变式测力传感器，称重传感器（21）的一端紧固在所述支撑台（22）上，称重传感器（21）的另一端悬空地与所述力臂（41）相抵接。

7.根据权利要求1所述的一种轴向作用力下滚珠丝杠摩擦力矩测试试验装置，其特征在于：所述丝杠转动机构（1）、力矩测试机构（2）和轴向力作用机构（5）设置运行在大理石制成的工作台上。