CN206056899U - 一种直线导轨滑块动刚度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直线导轨滑块动刚度测试装置。包括基座、驱动机构和压力机构；将导轨滑块的导轨固定在基座上，滑块固定在压力机构的振板上；通过驱动机构带动压力机构往复移动，通过激振器对导轨施加预设频率范围内的力，使导轨产生振动。本实用新型通过针对导轨滑块的动刚度的测量设计的结构，对导轨和滑块分别设置一固定结构，通过在固定导轨的基座上设置固定激振器的固定位置，进行对导轨滑块的振动源的提供，以获得导轨滑块详细的动刚度的测量点，提高动刚度的测量的准确性，再通过驱动机构使的滑块与导轨的位移，提高导轨滑块产品的精度和结构稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于直线导轨滑块技术领域，特别是涉及一种直线导轨滑块动刚度测试装置。
背景技术
动刚度所属现代词，指的是结构在特定的动态激扰下抵抗变形的能力。静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度，动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度，即引起单位振幅所需要的动态力。静刚度一般用结构的在静载荷作用下的变形多少来衡量，动刚度则是用结构振动的频率来衡量；如果动作用力变化很慢，即动作用力的频率远小于结构的固有频率时，可以认为动刚度和静刚度基本相同。否则，动作用力的频率远大于结构的固有频率时，结构变形比较小，动刚度则比较大。但动作用力的频率与结构的固有频率相近时，有可能出现共振现象，此时动刚度最小，变形最大。
导轨滑块主要是用在精度要求比较高的机械结构上,导轨滑块的移动元件和固定元件之间不用中间介质，而用滚动钢球。因为滚动钢球适应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高，满足运动部件的工作要求，如机床的刀架，拖板等。如果作用在钢球上的作用力太大，钢球经受预加负荷时间过长，导致支架运动阻力增大。
导轨滑块动刚度是用来表征动态条件下轨面受激振力与受激振力后产生的变形两者关系的一个重要参数，即抵抗交变载荷的能力，其值代表了导轨滑块的结构动力特性。它在数值上等于单位振幅所需的交变力，即动刚度Z 等于交变力F除以该力引起的位移X(Z＝F/X)。
为了检测导轨滑块在受激振动的情况下的结构精度和变形强度，设计一种动态位移状态下的动刚度测试装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种直线导轨滑块动刚度测试装置，通过针对导轨滑块的动刚度的测量设计的结构，对导轨和滑块分别设置一固定结构，通过在固定导轨的基座上设置固定激振器的固定位置，进行对导轨滑块的振动源的提供，提高导轨滑块产品的精度和结构稳定性。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型为一种直线导轨滑块动刚度测试装置，包括基座、驱动机构和压力机构，所述基座包括第一支撑板、第二支撑板、振筒和第一力传感器；所述第一支撑板与第二支撑板相对通过若干支柱连接；所述振筒和第一力传感器依次套在支柱上；所述压力机构固定在驱动机构上；所述压力机构包括支撑座和振板；所述支撑座固定有导向柱和限位板；所述导向柱上配合有弹簧；所述振板上开有与导向柱配合的限位孔；所述限位孔配合有第二力传感器。
进一步地，所述第一支撑板一表面并排开有第一固定孔、第二固定孔和第三固定孔；
所述第三固定孔等间距排列，间距在10cm-50cm的范围；
所述第三固定孔为“┴”形；所述第一支撑板另一表面的第三固定孔的位置开有槽口；
所述第一支撑板上的第二固定孔和/或第三固定孔配合固定有激振器。
进一步地，所述第二支撑板的一表面中心线位置上开有一V形槽口和第四固定孔；所述第二支撑板的一表面上还并排开有腰形孔；所述第二支撑板上的第四固定孔与导轨滑块的导轨配合固定。
进一步地，所述驱动机构为一直线电机，所述直线电机包括定子和动子；所述动子沿定子位移。
进一步地，所述导向柱的一端固定在支撑座上，所述导向柱的另一端设有螺柱；所述螺柱配合有挡环；所述挡环与螺柱螺纹配合。
进一步地，所述振板一表面开有第五固定孔；所述振板一表面的第五固定孔配合固定有导轨滑块的滑块。
进一步地，所述第一力传感器和第二力传感器均为柱筒式拉压力传感器。
对采用该动刚度测试装置的直线导轨滑块动刚度测试方法，包括如下步骤：
步骤一，将导轨滑块的导轨固定在基座上，滑块固定在压力机构的振板上；
步骤二，通过驱动机构带动压力机构往复移动，将滑块在导轨上以1-5次/s往复移动频次；
步骤三，通过激振器对导轨施加预设频率范围内的力，使导轨产生振动；
步骤四，每隔预设的时间段更换一次激振器的安装位置；实时采集每阶段力F信号及振动的加速度a信号；按照采集的力信号及加速度信号，记录力F的数据、力F对应的时间、加速度a的数据和加速度a对应的时间。
进一步地，所述步骤四中每隔预设的时间段更换一次激振器的安装位置包括第一力传感器和第二力传感器的各点位的F信号。
进一步地，所述步骤四中，所述加速度a的数据与时间的对应关系，得到位移X与频率f的对应关系，根据所述位移X与时间t的对应关系、所述力F与时间t的对应关系，以及动刚度与力F和位移X的对应关系，得到所述轨道的动刚度Z与时间t的对应关系。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过针对导轨滑块的动刚度的测量设计的结构，对导轨和滑块分别设置一固定结构，通过在固定导轨的基座上设置固定激振器的固定位置，进行对导轨滑块的振动源的提供，以获得导轨滑块详细的动刚度的测量点，提高动刚度的测量的准确性，再通过驱动机构使的滑块与导轨的位移，提高导轨滑块产品的精度和结构稳定性。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种直线导轨滑块动刚度测试装置的结构示意图；
图2为基座、驱动机构和压力机构的装配结构示意图；
图3为图2的结构侧视图；
图4为基座的俯视结构示意图；
图5为基座的仰视结构示意图；
图6为图5的结构侧视图；
图7为支撑座的结构示意图；
图8为图7的结构主视图；
图9为振板的结构示意图；
图10为图9的结构主视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
请参阅图1-10所示，本实用新型为一种直线导轨滑块动刚度测试装置，包括一种直线导轨滑块动刚度测试装置，包括基座、驱动机构和压力机构。
其中如图4-6所示，基座包括第一支撑板1、第二支撑板2、振筒3和第一力传感器4；第一支撑板1用于对该基座的底部支撑，并且在该第一支撑板1上开有一系列激振器9的安装位置，用于测定不同振源所产生的振动效果对导轨滑块的影响；第二支撑板2用于对导轨滑块的导轨进行支撑。
其中，第一支撑板1与第二支撑板2相对通过六对支柱连接；振筒3和第一力传感器4依次套在支柱上；支柱的一端固定在第二支撑板2上，支柱的另一端通过螺钉固定在第一支撑板1上，通过固定立柱后，使得振筒3对第一力传感器4产生一个初始压力值。
压力机构固定在驱动机构上；通过驱动机构使得压力机构沿着驱动机构的直线电机定子5位移。
其中如图8-10所示，压力机构包括支撑座7和振板8。
支撑座7固定有导向柱701和限位板705；导向柱701上配合有弹簧703；通过弹簧703对振板8进行压力调节。振板8上开有与导向柱701配合的限位孔802；限位孔802配合有第二力传感器803。
其中，第一支撑板1一表面并排开有第一固定孔101、第二固定孔102和第三固定孔103；
第三固定孔103等间距排列，间距在10cm-50cm的范围；
第三固定孔103为“┴”形；第一支撑板1另一表面的第三固定孔103的位置开有槽口104；
第一支撑板1上的第二固定孔102和/或第三固定孔103配合固定有激振器9。
其中，第二支撑板2的一表面中心线位置上开有一V形槽口203和第四固定孔201；第二支撑板2的一表面上还并排开有腰形孔202；第二支撑板2上的第四固定孔201与导轨滑块的导轨配合固定。
其中，导向柱701的一端固定在支撑座7上，导向柱701的另一端设有螺柱702；螺柱702配合有挡环704；挡环704与螺柱702螺纹配合。
其中，振板8一表面开有第五固定孔801；振板8一表面的第五固定孔801配合固定有导轨滑块的滑块；振板8为“几”字形结构。
其中，第一力传感器4和第二力传感器803均为柱筒式拉压力传感器。
对采用该动刚度测试装置的直线导轨滑块动刚度测试方法，包括如下步骤：
步骤一，将导轨滑块的导轨固定在基座上，滑块固定在压力机构的振板上；
步骤二，通过驱动机构带动压力机构往复移动，将滑块在导轨上以1-5次/s往复移动频次；
步骤三，通过激振器对导轨施加预设频率范围内的力，使导轨产生振动；
步骤四，每隔预设的时间段更换一次激振器的安装位置；实时采集每阶段力F信号及振动的加速度a信号；按照采集的力信号及加速度信号，记录力F的数据、力F对应的时间、加速度a的数据和加速度a对应的时间。
其中，每隔预设的时间段更换一次激振器的安装位置包括第一力传感器4和第二力传感器803的各点位的F信号。
其中，加速度a的数据与时间的对应关系，得到位移X与频率f的对应关系，根据所述位移X与时间t的对应关系、所述力F与时间t的对应关系，以及动刚度与力F和位移X的对应关系，得到所述轨道的动刚度Z与时间t的对应关系。加速度a的数据与时间的对应关系，采用频域分析法，得到位移X与频率f的对应关系；位移X与频率f的对应关系，采用傅里叶逆变换法，得到位移X与时间t的对应关系。
当直线导轨滑块受到不同频率的作用力时，会产生不同频率的振动，因而产生的振动位移也不同，从而得到动刚度在不同振动频率下的动刚度。具体测试方法是：按照测定需要，在一定时间内，对直线导轨滑块施加不同频率的力，并采集该力F信号和轨道产生的加速度a信号，再将力F信号和加速度a信号转化为数据，并分别记录下两者对应的时间，最终记录轨道的加速度a与时间t的对应关系和施加的力F与时间t的对应关系，再根据加速度a的数据与时间的对应关系，得到位移X与频率f的对应关系，进而得到位移X与时间t的对应关系；同时根据所述位移X与时间t的对应关系、所述力F与时间t的对应关系，以及动刚度Z＝F/X，得到所述轨道的动刚度Z与时间t的对应关系；最后根据所述动刚度Z与时间t的对应关系、所述位移X与时间t的对应关系以及所述位移X与频率f的对应关系，得到动刚度Z与频率f的对应关系，进而对直线导轨滑块的动刚度进行测试，得出最优的直线导轨滑块的制造精度。
通过针对导轨滑块的动刚度的测量设计的结构，对导轨和滑块分别设置一固定结构，通过在固定导轨的基座上设置固定激振器的固定位置，进行对导轨滑块的振动源的提供，以获得导轨滑块详细的动刚度的测量点，提高动刚度的测量的准确性，再通过驱动机构使的滑块与导轨的位移，提高导轨滑块产品的精度和结构稳定性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种直线导轨滑块动刚度测试装置，包括基座、驱动机构和压力机构，其特征在于：
所述基座包括第一支撑板(1)、第二支撑板(2)、振筒(3)和第一力传感器(4)；
其中，所述第一支撑板(1)与第二支撑板(2)相对通过若干支柱连接；所述振筒(3)和第一力传感器(4)依次套在支柱上；
所述压力机构固定在驱动机构上；
其中，所述压力机构包括支撑座(7)和振板(8)；
所述支撑座(7)固定有导向柱(701)和限位板(705)；所述导向柱(701)上配合有弹簧(703)；
所述振板(8)上开有与导向柱(701)配合的限位孔(802)；所述限位孔(802)配合有第二力传感器(803)。
2.根据权利要求1所述的一种直线导轨滑块动刚度测试装置，其特征在于，所述第一支撑板(1)一表面并排开有第一固定孔(101)、第二固定孔(102)和第三固定孔(103)；
所述第三固定孔(103)等间距排列，间距在10cm-50cm的范围；
所述第三固定孔(103)为形；所述第一支撑板(1)另一表面的第三固定孔(103)的位置开有槽口(104)；
所述第一支撑板(1)上的第二固定孔(102)和/或第三固定孔(103)配合固定有激振器(9)。
3.根据权利要求1所述的一种直线导轨滑块动刚度测试装置，其特征在于，所述第二支撑板(2)的一表面中心线位置上开有一V形槽口(203) 和第四固定孔(201)；所述第二支撑板(2)的一表面上还并排开有腰形孔(202)；所述第二支撑板(2)上的第四固定孔(201)与导轨滑块的导轨配合固定。
4.根据权利要求1所述的一种直线导轨滑块动刚度测试装置，其特征在于，所述驱动机构为一直线电机，所述直线电机包括定子(5)和动子(6)；所述动子(6)沿定子(5)位移。
5.根据权利要求1所述的一种直线导轨滑块动刚度测试装置，其特征在于，所述导向柱(701)的一端固定在支撑座(7)上，所述导向柱(701)的另一端设有螺柱(702)；所述螺柱(702)配合有挡环(704)；所述挡环(704)与螺柱(702)螺纹配合。
6.根据权利要求1所述的一种直线导轨滑块动刚度测试装置，其特征在于，所述振板(8)一表面开有第五固定孔(801)；所述振板(8)一表面的第五固定孔(801)配合固定有导轨滑块的滑块。
7.根据权利要求1所述的一种直线导轨滑块动刚度测试装置，其特征在于，所述第一力传感器(4)和第二力传感器(803)均为柱筒式拉压力传感器。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108051561A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-18 | 加西亚电子电器股份有限公司 | 一种双金属简易测试装置 |
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