CN204373820U - 一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，包括伺服电机、前支撑块、联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器输出端、联轴器、滚珠丝杠螺杆、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母连接套、拉力弹簧、拉力传感器与拉力弹簧连接钩、拉力传感器、后支撑块、后支撑块压紧螺钉、调节轴、直线导轨连接底板螺钉、直线导轨连接底板、直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块、直线导轨滑块、直线导轨、底板、扭矩传感器与底板紧固螺钉、扭矩传感器输入端、伺服电机输出轴及前支撑块紧固螺钉。本实用新型可以通过上位机软件在电脑中实时监测采集出此往复过程中的动态扭矩值与功率，方便快捷，操作简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试装置，尤其涉及一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置。
背景技术
滚珠丝杠作为一种传动效率高、传动平稳、灵敏度高的高精度传动零件，广泛应用在数控机床等先进设备与装置中。由于滚珠丝杠的加工与制造精度直接影响到数控机床等设备装置的定位精度与加工质量，所以需要对滚珠丝杠相关性能参数进行有效、高精的可靠测量。
在某种特定场合，需要知道滚珠丝杠在运动过程中的动态扭矩与功率损耗，以判定该滚珠丝杠能否满足其在特定环境的工作要求。目前，国内滚珠丝杠的试验装置多针对滚珠丝杠副的综合性能，测试滚珠丝杠副动态扭矩与功率的研发领域几乎是空白，而某些厂家自行开发的试验机也缺乏模拟各种实际工况的能力，无法模拟实际工况，达不到使用要求。
实用新型内容
本实用新型的目的：提供一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，能判定滚珠丝杠能否满足在特定环境下的使用要求。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，包括伺服电机、前支撑块、联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器输出端、联轴器、滚珠丝杠螺杆、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母连接套、拉力弹簧、拉力传感器与拉力弹簧连接钩、拉力传感器、后支撑块、后支撑块压紧螺钉、调节轴、直线导轨连接底板螺钉、直线导轨连接底板、直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块、直线导轨滑块、直线导轨、底板、扭矩传感器与底板紧固螺钉、扭矩传感器输入端、伺服电机输出轴及前支撑块紧固螺钉；所述的滚珠丝杠螺杆与所述的滚珠丝杠螺母固定连接呈一体结构，所述的滚珠丝杠螺杆的一端与所述的扭矩传感器的扭矩传感器输出端通过所述的联轴器连接到一起，所述的扭矩传感器的扭矩传感器输入端与所述的伺服电机的伺服电机输出轴通过所述的联轴器连接到一起，所述的扭矩传感器与所述的底板通过四个所述的扭矩传感器与底板紧固螺钉通过螺纹连接固定在一起；所述的伺服电机与所述的前支撑块通过螺纹连接固定连接在一起，所述的前支撑块通过两个所述的前支撑块紧固螺钉螺纹连接固定在一起；所述的滚珠丝杠螺母与所述的滚珠丝杠螺母连接套连接固定在一起，所述的滚珠丝杠螺母连接套的挂钩端与所述的拉力弹簧的一端圆弧相连，所述的拉力弹簧的另一端圆环通过所述的拉力传感器与拉力弹簧连接钩与所述的拉力传感器连接；所述的调节轴的大轴端尾部为螺纹结构，所述的调节轴的大轴端通过螺纹连接与所述的拉力传感器连接到一起，所述的调节轴的小轴穿过所述的后支撑块的中心圆孔，所述的调节轴与所述的后支撑块之间的配合为间隙配合，所述的后支撑块通过两个所述的后支撑块压紧螺钉与所述的底板通过螺纹连接固定在一起；所述的直线导轨与所述的直线导轨滑块滑动连接呈一体结构，所述的直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块将所述的直线导轨滑块与所述的滚珠丝杠螺母连接套通过螺纹连接固定在一起，所述的直线导轨连接底板与所述的底板通过四个所述的直线导轨连接底板螺钉连接到一起，所述的直线导轨与所述的直线导轨连接底板通过两个螺钉固定连接到一起。
上述的测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其中，所述的滚珠丝杠螺母连接套的一端为挂钩，所述的滚珠丝杠螺母连接套的另一端为内螺纹结构，所述的滚珠丝杠螺母与所述的滚珠丝杠螺母连接套通过螺纹连接固定在一起。
上述的测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其中，所述的后支撑块的顶部设有后支撑块顶丝，所述的后支撑块通过所述的后支撑块顶丝与所述的调节轴连接。
上述的测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其中，所述的伺服电机输出轴、扭矩传感器输入端、扭矩传感器输出端、滚珠丝杠螺杆、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母连接套及调节轴的轴线位于同一条水平线上。
本实用新型可以通过上位机软件在电脑中实时监测采集出此往复过程中的动态扭矩值与功率，方便快捷，操作简单。
附图说明
图1是本实用新型一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置的结构示意图。
图2是本实用新型一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置的直线导轨的主视图。
图3是本实用新型一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置的直线导轨的侧视图。
图4是本实用新型一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置的直线导轨的俯视图。
图5是本实用新型一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置的直线导轨的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
请参见附图1至附图5所示，一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，包括伺服电机1、前支撑块2、联轴器3、扭矩传感器4、扭矩传感器输出端5、联轴器6、滚珠丝杠螺杆7、滚珠丝杠螺母8、滚珠丝杠螺母连接套9、拉力弹簧10、拉力传感器与拉力弹簧连接钩11、拉力传感器12、后支撑块14、后支撑块压紧螺钉15、调节轴16、直线导轨连接底板螺钉17、直线导轨连接底板18、直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块19、直线导轨滑块20、直线导轨21、底板22、扭矩传感器与底板紧固螺钉23、扭矩传感器输入端24、伺服电机输出轴25及前支撑块紧固螺钉26；所述的滚珠丝杠螺杆7与所述的滚珠丝杠螺母8固定连接呈一体结构，所述的滚珠丝杠螺杆7的一端与所述的扭矩传感器4的扭矩传感器输出端5通过所述的联轴器6连接到一起，所述的扭矩传感器4的扭矩传感器输入端24与所述的伺服电机1的伺服电机输出轴25通过所述的联轴器3连接到一起，所述的扭矩传感器4与所述的底板22通过四个所述的扭矩传感器与底板紧固螺钉23通过螺纹连接固定在一起；所述的伺服电机1与所述的前支撑块2通过螺纹连接固定连接在一起，所述的前支撑块2通过两个所述的前支撑块紧固螺钉26螺纹连接固定在一起；所述的滚珠丝杠螺母8与所述的滚珠丝杠螺母连接套9连接固定在一起，所述的滚珠丝杠螺母连接套9的挂钩端与所述的拉力弹簧10的一端圆弧相连，所述的拉力弹簧10的另一端圆环通过所述的拉力传感器与拉力弹簧连接钩11与所述的拉力传感器12连接；所述的调节轴16的大轴端尾部为螺纹结构，所述的调节轴16的大轴端通过螺纹连接与所述的拉力传感器12连接到一起，所述的调节轴16的小轴穿过所述的后支撑块14的中心圆孔，所述的调节轴16与所述的后支撑块14之间的配合为间隙配合，所述的后支撑块14通过两个所述的后支撑块压紧螺钉15与所述的底板22通过螺纹连接固定在一起；所述的直线导轨21与所述的直线导轨滑块20滑动连接呈一体结构，所述的直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块19将所述的直线导轨滑块20与所述的滚珠丝杠螺母连接套9通过螺纹连接固定在一起，所述的直线导轨连接底板18与所述的底板22通过四个所述的直线导轨连接底板螺钉17连接到一起，所述的直线导轨21与所述的直线导轨连接底板18通过两个螺钉固定连接到一起。
所述的滚珠丝杠螺母连接套9的一端为挂钩，所述的滚珠丝杠螺母连接套9的另一端为内螺纹结构，所述的滚珠丝杠螺母8与所述的滚珠丝杠螺母连接套9通过螺纹连接固定在一起。
所述的后支撑块14的顶部设有后支撑块顶丝13，所述的后支撑块14通过所述的后支撑块顶丝13与所述的调节轴16连接，用来保持调节轴16与后支撑块14的相对位置固定。
安装时，所述的伺服电机输出轴25、扭矩传感器输入端24、扭矩传感器输出端5、滚珠丝杠螺杆7、滚珠丝杠螺母8、滚珠丝杠螺母连接套9及调节轴16的轴线位于同一条水平线上，同轴度要好，以确保测试装置在测试过程中的准确性和精度可靠性。
本实用新型的工作过程为：
步骤1：首先在伺服电机1的带动下使滚珠丝杠螺杆7的拉力从0达到5Kgf，通过与拉力传感器12相连接的数字变送器(图中未示出)直接读出其拉力值，定义此位置为滚珠丝杠的零点。
步骤2：通过伺服电机1的编码器位移控制使滚珠丝杠螺杆7移动5mm(定义此位置为最大位移位置)，此时滚珠丝杠螺杆7达到的拉力为8Kgf左右。
步骤3：暂停1S后，控制伺服电机1反转，滚珠丝杠螺杆7从最大位置5mm处回到零点(0)。
步骤4：暂停1S后，伺服电机1正转(电机转速为2000r/min)，通过伺服电机1编码器位移控制使滚珠丝杠移动5mm。
步骤5：往复此过程，可以通过上位机软件在电脑中实时监测出此往复过程中的动态扭矩值；其功率值可以通过公式P＝M×n/9550间接得到。(P：功率，单位为Kw，M：扭矩单位为N·M，n：转速单位为r/min)
综上所述，本实用新型可以通过上位机软件在电脑中实时监测采集出此往复过程中的动态扭矩值与功率，方便快捷，操作简单。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其特征在于：包括伺服电机、前支撑块、联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器输出端、联轴器、滚珠丝杠螺杆、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母连接套、拉力弹簧、拉力传感器与拉力弹簧连接钩、拉力传感器、后支撑块、后支撑块压紧螺钉、调节轴、直线导轨连接底板螺钉、直线导轨连接底板、直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块、直线导轨滑块、直线导轨、底板、扭矩传感器与底板紧固螺钉、扭矩传感器输入端、伺服电机输出轴及前支撑块紧固螺钉；所述的滚珠丝杠螺杆与所述的滚珠丝杠螺母固定连接呈一体结构，所述的滚珠丝杠螺杆的一端与所述的扭矩传感器的扭矩传感器输出端通过所述的联轴器连接到一起，所述的扭矩传感器的扭矩传感器输入端与所述的伺服电机输出轴通过所述的联轴器连接到一起，所述的扭矩传感器与所述的底板通过四个所述的扭矩传感器与底板紧固螺钉通过螺纹连接固定在一起；所述的伺服电机与所述的前支撑块通过螺纹连接固定连接在一起，所述的前支撑块通过两个所述的前支撑块紧固螺钉螺纹连接固定在一起；所述的滚珠丝杠螺母与所述的滚珠丝杠螺母连接套连接固定在一起，所述的滚珠丝杠螺母连接套的挂钩端与所述的拉力弹簧的一端圆弧相连，所述的拉力弹簧的另一端圆环通过所述的拉力传感器与拉力弹簧连接钩与所述的拉力传感器连接；所述的调节轴的大轴端尾部为螺纹结构，所述的调节轴的大轴端通过螺纹连接与所述的拉力传感器连接到一起，所述的调节轴的小轴穿过所述的后支撑块的中心圆孔，所述的调节轴与所述的后支撑块之间的配合为间隙配合，所述的后支撑块通过两个所述的后支撑块压紧螺钉与所述的底板通过螺纹连接固定在一起；所述的直线导轨与所述的直线导轨滑块滑动连接呈一体结构，所述的直线导轨滑块与滚珠丝杠螺母连接套连接块将所述的直线导轨滑块与所述的滚珠丝杠螺母连接套通过螺纹连接固定在一起，所述的直线导轨连接底板与所述的底板通过四个所述的直线导轨连接底板螺钉连接到一起，所述的直线导轨与所述的直线导轨连接底板通过两个螺钉固定连接到一起。
2.根据权利要求1所述的测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其特征在 于：所述的滚珠丝杠螺母连接套的一端为挂钩，所述的滚珠丝杠螺母连接套的另一端为内螺纹结构，所述的滚珠丝杠螺母与所述的滚珠丝杠螺母连接套通过螺纹连接固定在一起。
3.根据权利要求1所述的测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其特征在于：所述的后支撑块的顶部设有后支撑块顶丝，所述的后支撑块通过所述的后支撑块顶丝与所述的调节轴连接。
4.根据权利要求1所述的测试滚珠丝杠动态扭矩与功率的装置，其特征在于：所述的伺服电机输出轴、扭矩传感器输入端、扭矩传感器输出端、滚珠丝杠螺杆、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母连接套及调节轴的轴线位于同一条水平线上。
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