CN219830254U - 一种丝杆传动机构带载振动特性测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其包括底座、驱动电机、传动组件以及丝杆加载装置，所述驱动电机与所述传动组件相连，用于带动所述传动组件转动，所述传动组件用于带动待检测的丝杆传动机构的螺母转动，所述丝杆加载装置包括加载电机、加载丝杆、加载螺母、板簧组件以及力传感器。采用丝杆加载装置方式，进行丝杆传动机构的测试，比采用伺服液压加载方式降低了成本，改善了工作环境，整个测试过程的实际加载力是否恒定决定了测试数据的可靠性和准确性，因此使用力传感器反馈回来的实际负载力作为加载电机的控制目标值，是保证实际加载力恒定最有效的方法。

Description

一种丝杆传动机构带载振动特性测试台

技术领域

本实用新型涉及丝杠螺母传动机构检测技术领域，具体涉及一种丝杆传动机构带载振动特性测试台。

背景技术

丝杠螺母传动机构是常见的精密高速直线运动机构，通过旋转运动转换成直线运动。在丝杠运动过程中，由于丝杠或者螺母的设计特点、加工误差和缺陷，会导致运动过程中出现不同程度地振动和异响。丝杠螺母机构测试台的作用就是在加载状态下检测丝杠螺母的振动和异响特性，用于监控丝杠质量。

现有的比较可靠的丝杠螺母机构测试台采用伺服液压机构实现恒定加载，但伺服液压的设备成本和运行成本很高。

如果采用丝杠螺母机构加载可有效减低设备制造成本和运行成本，但测试过程中加载丝杠螺母机构本身的机械特性可导致脉冲负载，而且其振动与被测丝杠引起的振动特性接近，两者耦合将影响振动测试数据从而出现误判，因此设备如何消除加载丝杠螺母机构对被测丝杠螺母机构的影响，是设备稳定和准确性的关键核心。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，旨在消除加载丝杠螺母机构对被测丝杠螺母机构的影响。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本申请提供了一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，所述丝杆传动机构带载振动特性测试台包括底座、驱动电机、传动组件以及丝杆加载装置，所述驱动电机与所述传动组件相连，用于带动所述传动组件转动，所述传动组件用于带动待检测的丝杆传动机构转动，所述丝杆加载装置包括加载电机、加载丝杆、加载螺母、板簧组件、第二滑块以及力传感器，所述加载电机与所述加载丝杆相连，用于带动所述加载丝杆转动，所述加载螺母配合安装在所述加载丝杆上，所述第二滑块与所述加载螺母固定连接，所述板簧组件的固定端安装在所述第二滑块上，所述板簧组件的另一侧与所述力传感器的一端铰接相连，所述力传感器的另一端通过球形铰链和连杆与设置有的第一滑块的一侧相连，所述第一滑块的另一侧与所述待检测的丝杆相连，所述板簧组件和第一滑块分别与所述底座构成平行于所述加载丝杆轴线的滑动连接。

进一步的，所述传动组件包括隔震联轴器、第三轴承座、皮带及皮带轮、第一轴承座以及万向轴承座，所述驱动电机通过所述传动组件与第一轴承座内的轴承内圈相连，待检测的丝杆传动机构的螺母也同时与所述第一轴承座的轴承内圈固定相连，待检测丝杆传动机构的另一端通过所述万向轴承与所述第一滑块的另一侧接触相连。

进一步的，所述丝杆传动机构带载振动特性测试台还包括振动传感器，所述振动传感器安装在所述第一轴承座上。

进一步的，所述板簧组件通过设置有的第二滑块和导轨滑动安装在所述底座上，所述板簧组件的固定端安装在第二滑块顶面，所述第二滑块通过导轨滑动安装在所述底座上。

进一步的，所述板簧组件包括固定端、移动端、弹簧片，所述弹簧片安装在所述固定端、移动端之间，所述移动端、固定端分别与所述力传感器和第二滑块相连。

本实用新型的有益效果为：

1、采用电机及丝杆螺母机构加载，对丝杆螺母机构进行测试，比采用伺服液压加载方式降低了成本，改善了环境；

2、整个测试过程的实际加载力是否恒定决定了测试数据的可靠性和准确性，因此使用力传感器反馈回来的实际负载力作为加载电机的控制目标值，是保证实际加载力恒定最有效的方法。

附图说明

图1为本申请实施例丝杆传动机构带载振动特性测试台结构示意图。

图2为本申请实施例中的板簧组件结构示意图。

图3为本申请实施例中丝杆螺母测试的控制系统原理方框图。

图4为本申请实施例中丝杆螺母测试时对加载电机的速度控制原理图。

图中：

1-底座，2-驱动电机，3-待检测丝杆传动机构，4-待检测螺母，5-第一轴承座，6-隔震联轴器，7-万向轴承，8-第一滑块，9-加载丝杆，10-球形铰链，11-力传感器，12-板簧组件，121-弹簧片，122-板簧移动端，123-板簧固定端，13-加载螺母，14-第二滑块，15-第二轴承座，16-振动传感器，17-皮带和皮带轮，18-导轨，19-加载电机，20-第三轴承座。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

参见附图1所示，本实施例提供一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其包括底座1、驱动电机2、传动组件以及丝杆加载装置。

继续参照附图1所示，驱动电机2安装在底座1左侧一端上方，待检测丝杆传动机构3的左侧一端与传动组件相连，驱动电机2通过传动组件带动待检测丝杆传动机构3进行转动。在本实施例中，传动组件包括隔震联轴器6、第三轴承座20、皮带及皮带轮7、第一轴承座5。第一轴承座5设置在待检测丝杆传动机构3的左侧，检测时，待检测丝杆传动机构3的左端螺母与第一轴承座5内的轴承内圈联接，驱动电机2通过隔震联轴器6、第三轴承座20、皮带及皮带轮与第一轴承座5内的轴承内圈相连，同时待检测丝杆传动机构3的右侧一端通过万向轴承7与加载装置相连。

继续参照附图1所示，在本实施例中，加载装置用于向待检测的丝杆施加恒定的轴向负载力。具体的，加载装置包括加载电机19、加载丝杆9、加载螺母13、第二滑块14、板簧组件12以及力传感器11。

加载电机19固定安装在底座1的右侧一端，加载电机19的轴与加载丝杆9的右侧一端相连，用于带动加载丝杆9转动，加载丝杆9的右侧一端通过设置有的第二轴承座15安装在底座1上。加载螺母13配合安装在加载丝杆9上，加载丝杆9转动时，带动其上的加载螺母13和第二滑块14进行直线移动。在本实施例中，为了将加载电机19输出的动力传递至待检测的丝杆传动机构3处，同时克服加载丝杆9自身的机械特性所导致的脉动负载缺陷，在本实施例中，利用板簧组件12来实现加载丝杆9与待检测丝杆传动机构3之间的动力传递。

结合参照附图2所示，本实施例中的板簧组件12包括固定端123、移动端122以及弹簧片121，弹簧片121安装在固定端123、移动端122之间，弹簧组件12的功能在于提供缓冲，使得加载装置向待检测丝杆传动机构3传递动力时，加载装置具备一定的柔性，避免因丝杆加载机构自身特性所导致的脉动负载缺陷。

继续参照附图1所示，在本实施例中，板簧组件12的固定端123安装在第二滑块14上，使得板簧组件12通过第二滑块14与底座1构成直线滑动连接。加载螺母13也是安装在第二滑块14上，这样加载电机输出的动力通过加载丝杆9和加载螺母13、第二滑块14传递至板簧组件12处。而板簧组件12的移动端设置有力传感器11，力传感器11设置在板簧组件12和第一滑块8之间，第一滑块8的左侧通过万向轴承7与待检测丝杆传动机构3的右端相连，同样第一滑块8与底座1构成直线滑动连接，而力传感器11的两端分别通过设置有的球形铰链10与第一滑块8和板簧组件12移动端122相连。这样，加载电机输出的动力可以通过加载丝杆9、加载螺母13、第二滑块14以及板簧组件12传递至待检测丝杆传动机构3上，实现向待检测丝杆传动机构3施加负载。在第一轴承座5也即是待检测螺母4的安装座上安装有振动传感器16，用于检测待检测丝杆传递机构的振动特性。

结合参照附图3和4所示，待检测丝杆传动机构3检测时，本实施例中的控制系统控制驱动电机2按设定的转速运转，即被测丝杆机构的螺母为恒定速度，以力传感器11处的恒定负载为目标，采用闭环控制原理，实时微量调整加载电机的转速，从而实时地调整板簧12的变形量，对加载丝杆机构9导致的脉动型负载进行补偿，实现在力传感器11处，即被测丝杆3的负载恒定。

在本实施例中，板簧组件12的目的是使加载机构在轴向有一定的柔性，使得控制系统有足够的调节容量和控制时间，避免了采用轴向大刚性轴系负载力闭环控制时，容易导致的大幅度超调和震荡的问题。

参照附图4，为丝杆螺母机构测试时对加载电机的速度控制原理图。根据测试所需的工况(速度和负载力)，驱动电机2的控制器通过速度闭环控制保证被测丝杆螺母机构的螺母转速为设定值(丝杆的线速度则由于加工精度而有波动)；加载电机19的控制器，则在驱动电机2的等效转速(即考虑机械速比)基础上，根据力传感器11的反馈信号和所需的设定负载力的差异，通过PID(比例-积分-微分)运算后的结果，对加载电机19的设定速度进行微调。这个微调导致第二滑块14与力传感器11之间有速度差并改变板簧组件12的变形量比，将原本第二滑块14上的由于加载丝杆9螺母机构导致的脉动负载力补偿为恒定负载后，再施加到被测丝杆上。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其特征在于，所述丝杆传动机构带载振动特性测试台包括底座、驱动电机、传动组件以及丝杆加载装置，所述驱动电机与所述传动组件相连，用于带动所述传动组件转动，所述传动组件用于带动待检测的丝杆传动机构转动，所述丝杆加载装置包括加载电机、加载丝杆、加载螺母、板簧组件、第二滑块以及力传感器，所述加载电机与所述加载丝杆相连，用于带动所述加载丝杆转动，所述加载螺母配合安装在所述加载丝杆上，所述第二滑块与所述加载螺母固定连接，所述板簧组件固定端安装在所述第二滑块上，所述板簧组件的移动端与所述力传感器的一端相连，所述力传感器的另一端通过球形铰链和连杆与设置有的第一滑块的一侧相连，所述第一滑块的另一侧与所述待检测的丝杆相连，所述板簧组件和第一滑块分别与所述底座构成平行于所述加载丝杆轴向的滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其特征在于，所述传动组件包括隔震联轴器、第三轴承座、皮带和皮带轮、第一轴承座以及万向轴承座，所述驱动电机通过所述传动组件与第一轴承座的轴承内圈相连，待检测的丝杆传动机构的螺母也同时与所述第一轴承座的轴承内圈固定相连，待检测丝杆传动机构的另一端与通过所述万向轴承与所述第一滑块的另一侧接触相连。

3.根据权利要求2所述的一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其特征在于，所述丝杆传动机构带载振动特性测试台还包括振动传感器，所述振动传感器安装在所述第一轴承座上。

4.根据权利要求1所述的一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其特征在于，所述板簧组件的固定端安装在第二滑块顶面，所述第二滑块通过导轨滑动安装在所述底座上。

5.根据权利要求4所述的一种丝杆传动机构带载振动特性测试台，其特征在于，所述板簧组件包括固定端、移动端以及弹簧片，所述弹簧片安装在所述固定端、移动端之间，所述板簧组件的移动端和固定端分别与所述力传感器和第二滑块相连。