RU2624412C1 - Stand for testing screw-nut gear rolling - Google Patents
Stand for testing screw-nut gear rolling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624412C1 RU2624412C1 RU2016107238A RU2016107238A RU2624412C1 RU 2624412 C1 RU2624412 C1 RU 2624412C1 RU 2016107238 A RU2016107238 A RU 2016107238A RU 2016107238 A RU2016107238 A RU 2016107238A RU 2624412 C1 RU2624412 C1 RU 2624412C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stand
- nut
- sensors
- screw
- tailstock
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 27
- 241000013987 Colletes Species 0.000 claims abstract description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 7
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000001808 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 210000003467 Cheek Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003068 static Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 2
- 210000003739 Neck Anatomy 0.000 description 2
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
Abstract
Description
Стенд для испытаний передач винт-гайка качения относится к области точного машиностроения и предназначен для проведения испытаний передач винт-гайка качения с целью определения их технических характеристик.The test bench for rolling screw-nut gears belongs to the field of precision engineering and is designed to test the rolling screw-nut gears in order to determine their technical characteristics.
Известен стенд для испытаний передач винт-гайка качения RU 2116640 C1, содержащий основание, привод осевого перемещения гайки, устройства для измерения осевой силы, создаваемой указанным приводом, и перемещения гайки, и узел для предотвращения поворота гайки. Стенд представляет собой рычажно-шарнирную систему, в которой корпус, привод осевого перемещения гайки и другие узлы и устройство шарнирно закреплены на основании или шарнирно связаны друг с другом. Данная конструкция имеет ограниченные функциональные возможности вследствие невозможности измерения таких динамических характеристик передачи, как виброактивность, шумность и плавность хода. Также снижена точность измерений по следующим причинам:A known test bench for rolling gear screw-nut rolling gear RU 2116640 C1, comprising a base, a drive axial displacement of the nut, a device for measuring the axial force created by the specified drive, and the movement of the nut, and a node to prevent rotation of the nut. The stand is a lever-hinge system in which the housing, the axial drive of the nut and other nodes and the device are pivotally mounted on the base or pivotally connected to each other. This design has limited functionality due to the inability to measure such dynamic transmission characteristics as vibration activity, noise and smoothness. Measurement accuracy is also reduced for the following reasons:
- большое количество подвижных шарнирных соединений между узлами стенда обуславливает наличие люфта при проведении испытаний с знакопеременной нагрузкой;- a large number of movable articulated joints between the nodes of the stand determines the presence of play during testing with alternating load;
- применение устройства для измерения крутящего момента с упругим элементом искажает информацию о реальном угле поворота винта;- the use of a device for measuring torque with an elastic element distorts information about the real angle of rotation of the screw;
- применение динамометров для измерения величины осевой нагрузки на гайку передачи обуславливает дополнительное смещение гайки под нагрузкой.- the use of dynamometers to measure the axial load on the transmission nut causes an additional displacement of the nut under load.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому стенду является стенд для испытаний передач винт-гайка качения SU 416587 A, содержащий станину с расположенными на ней передней неподвижной бабкой, подвижным суппортом с задней бабкой, имеющими опоры для испытуемого винтового механизма, реверсивным приводом передачи вращения испытуемому механизму, гидроцилиндром нагрузки винтового механизма, связанным с подвижным суппортом. Однако данный стенд имеет следующие недостатки, ограничивающие его функциональность и точность:Of the known technical solutions, the closest to the claimed stand is a test stand for screw-nut rolling gear SU 416587 A, comprising a frame with a front fixed headstock located on it, a movable caliper with a tail head having supports for the tested screw mechanism, a reversible drive for transmitting rotation to the test person mechanism, hydraulic cylinder loading screw mechanism associated with a movable caliper. However, this stand has the following disadvantages, limiting its functionality and accuracy:
- винт закрепляется только за один конец, что позволяет испытывать только передачи со свободным концом;- the screw is fastened only at one end, which allows testing only gears with a free end;
- гайка закрепляется в подвижной опоре с целью самоцентрирования, что не соответствует большинству вариантов установки гайки на оборудовании, таким образом вносится дополнительная погрешность в измерения;- the nut is fixed in the movable support for the purpose of self-centering, which does not correspond to most options for installing the nut on the equipment, thus introducing an additional error in the measurements;
- внецентренное приложение нагрузки приводит к возникновению изгибающего момента на винте, а также перекосу гайки относительно винта и, как следствие, неравномерности распределения нагрузки между витками в сопряжениях.- eccentric application of the load leads to the occurrence of a bending moment on the screw, as well as a skew of the nut relative to the screw and, as a result, uneven load distribution between the turns in the mates.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей стенда, а также повышение точности измерений параметров и вычисления технических характеристик передачи.The objective of the invention is to expand the functionality of the stand, as well as improving the accuracy of measuring parameters and calculating the technical characteristics of the transmission.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что стенд снабжен станиной с расположенными на ней интегрированным шаговым приводом с встроенным датчиком положения выходного вала, задней бабкой, имеющей возможность перемещения вдоль направляющих и закрепления с возможностью установки передач разного типоразмера, цанговыми зажимами, обеспечивающими базирование по конструкторским базам, что уменьшает погрешность базирования, датчика момента, соединенного с приводом и передним цанговым зажимом посредством сильфонных муфт, что позволяет компенсировать радиальные и осевые биения выходного вала привода, суппорта для крепления гайки, установленного на линейных направляющих качения, к которому присоединены подвижные головки датчиков линейных перемещений, двух гидроцилиндров для создания осевой нагрузки, штоки которых обеспечивают осесимметричное приложения силы, датчиков виброускорений для измерения виброактивности, шумности и плавности движения выходного звена передачи.The solution to this problem is achieved due to the fact that the stand is equipped with a bed with an integrated step drive located on it with a built-in sensor for the position of the output shaft, a tailstock that can be moved along the guides and secured with the possibility of setting gears of different sizes, with collet clamps that provide design-based bases, which reduces the error of basing, a torque sensor connected to the drive and the front collet clamp by means of bellows couplings, which Allows you to compensate for the radial and axial runout of the output shaft of the drive, a caliper for mounting a nut mounted on linear rolling guides, to which movable heads of linear displacement sensors are attached, two hydraulic cylinders to create axial load, whose rods provide axisymmetric application of force, vibration acceleration sensors to measure vibration activity, noise and smooth movement of the output link of the transmission.
Кроме того, стенд оборудован гидросистемой, позволяющей создавать рабочую нагрузку по заданной программе, что расширяет функциональные возможности стенда, а также линиями связи и системой регистрации сигналов с датчиков, обработки и вывода вычисленных эксплуатационных параметров передачи.In addition, the stand is equipped with a hydraulic system that allows you to create a workload according to a given program, which extends the functionality of the stand, as well as communication lines and a system for registering signals from sensors, processing and outputting the calculated operating transmission parameters.
Конструкция стенда поясняется чертежами (фиг. 1:7).The design of the stand is illustrated by drawings (Fig. 1: 7).
Стенд состоит из станины 1, расположенной на раме 17. На станине установлена задняя бабка 2 с возможностью продольного перемещения и закрепления. Для этого на станине выполнены продольные направляющие Б, а на задней бабке ответные пазы В. Также в задней бабке размещается подшипниковый узел 3 с цанговым зажимом 4 для закрепления и центрирования конца вала 18 передачи, размер цанги выбирается исходя из диаметра шейки вала. Аналогичный подшипниковый узел 5 размещается в передней бабке, цанговый зажим 6 которого связан с приводом 20 через датчик момента 7 посредством сильфонных муфт 8. На станине также размещены линейные направляющие качения 9, на которых установлен суппорт 10 с отверстием Г для крепления гайки 19 передачи. На боковых щеках суппорта закреплены подвижные головки датчиков линейных перемещений 11. Оптические линейки датчиков крепятся на боковых поверхностях станины. На корпусе стенда размещены гидроцилиндры 12, штоки которых соединены с суппортом. Гидроцилиндры соединены с гидросистемой 13, состоящей из гидростанции и совокупности клапанов и редукторов для переключения и регулирования давления в напорной магистрали. Система сбора информации стенда включает в себя датчик момента 7, датчики линейных перемещений 11, датчик положения выходного вала интегрированного привода, датчик давления в магистрали гидросистемы 14, датчики виброускорений 15. По соответствующим линиям связи полученная информация поступает в центральный компьютер 16, который согласно программе управляет движением привода и величиной нагрузки посредством соответствующих контроллеров. Также центральный компьютер 16 осуществляет обработку полученной информации по заданным алгоритмам для визуализации и определения численных значений необходимых характеристик передачи.The stand consists of a frame 1, located on the frame 17. On the frame is installed tailstock 2 with the possibility of longitudinal movement and securing. To do this, longitudinal guides B are made on the bed, and mating grooves B are located on the back headstock. Also, a bearing assembly 3 with a collet clamp 4 is placed in the tailstock for fixing and centering the end of the transmission shaft 18, the collet size is selected based on the diameter of the shaft neck. A similar bearing assembly 5 is located in the front headstock, the collet clip 6 of which is connected to the drive 20 via a torque sensor 7 by means of bellows couplings 8. There are also linear rolling guides 9 on which a support 10 with a hole G is mounted for fastening the transmission nut 19. The movable heads of linear displacement sensors 11 are fixed on the side cheeks of the caliper. The optical lines of the sensors are mounted on the side surfaces of the bed. Hydraulic cylinders 12 are placed on the stand body, the rods of which are connected to the caliper. The hydraulic cylinders are connected to a hydraulic system 13, consisting of a hydraulic station and a set of valves and gears for switching and regulating the pressure in the pressure line. The stand information collection system includes a torque sensor 7, linear displacement sensors 11, an output drive output shaft position sensor, a hydraulic pressure sensor 14, vibration acceleration sensors 15. The information received is transmitted to the central computer 16 through the appropriate communication lines, which controls the program the movement of the drive and the magnitude of the load through the respective controllers. The central computer 16 also processes the received information according to predetermined algorithms for visualization and determination of the numerical values of the necessary transmission characteristics.
Стенд работает следующим образом. Задняя бабка 2 отводится для размещения в цанговых зажимах 4 и 6 винта передачи, базирование происходит по конструкторским базам (шейкам вала), что уменьшает погрешности базирования и установки. Задняя бабка 2 закрепляется на станине 1, а вал 18 зажимается в цангах зажимов. Гайка 19 передачи крепится к суппорту посредством комплекта болтов. Минимальное количество манипуляций при установке передачи в стенд уменьшает погрешность установки повышая тем самым точность измерений. Дальнейшая работа стенда происходит по выбранной программе.The stand works as follows. The tailstock 2 is allocated for placement in the collet clamps 4 and 6 of the transmission screw, the basing takes place on the design bases (shaft necks), which reduces the errors of basing and installation. The tailstock 2 is fixed to the frame 1, and the shaft 18 is clamped in the grips of the clamps. The transmission nut 19 is attached to the caliper by means of a set of bolts. The minimum number of manipulations when installing the transmission in the stand reduces the installation error, thereby increasing the accuracy of measurements. Further work of the stand takes place according to the selected program.
Для определения статических параметров передачи (жесткость, осевой зазор) привод 20 переключается в режим удержания, гидросистема 13 осуществляет подачу давления в напорную магистраль с реверсированием направления. По полученной информации о смещении гайки и величине нагрузки величину осевого зазора и строится график осевой жесткости передачи. При необходимости замер производят в нескольких положениях гайки на винте.To determine the static transmission parameters (stiffness, axial clearance), the actuator 20 switches to hold mode, the hydraulic system 13 supplies pressure to the pressure line with direction reversal. Based on the information received about the nut displacement and the load, the axial clearance value is plotted and the axial stiffness of the transmission is plotted. If necessary, measurement is made in several positions of the nut on the screw.
Кинематические параметры передачи (передаточная функция, размах колебаний передаточной функции) определяются в движении. В этом случае двигатель вращает винт 18 передачи, перемещение гайки 19 фиксируется датчиками линейных перемещений 11. При испытаниях может присутствовать осевая нагрузка как постоянная, так и переменная. Разность показаний двух датчиков линейных перемещений определяет величину торцевого биения гайки. Вычисляется среднее значение передаточной функции и размах ее колебаний, а также плавность хода гайки.Kinematic transmission parameters (transfer function, swing range of the transfer function) are determined in motion. In this case, the engine rotates the transmission screw 18, the movement of the nut 19 is detected by linear displacement sensors 11. During the tests, both constant and variable axial loads may be present. The difference in the readings of the two linear displacement sensors determines the value of the end runout of the nut. The average value of the transfer function and the amplitude of its oscillations, as well as the smoothness of the nut are calculated.
Силовые параметры передачи включают в себя КПД, момент холостого хода как прямого хода, так и обратного хода. Коммутируя направление и регулируя величину осевой нагрузки, а также направление вращения вала передачи, фиксируют величину вращающего момента. По полученным данным вычисляют необходимые силовые показатели.Power transmission parameters include efficiency, idle moment of both forward and reverse motion. Commuting the direction and adjusting the value of the axial load, as well as the direction of rotation of the transmission shaft, fix the magnitude of the torque. According to the data obtained, the necessary power indicators are calculated.
К динамическим параметрам передачи относят виброактивность, шумность и плавность хода передачи. Для их определения фиксируют показания вибродатчиков 15 по разным осям при разных скоростях перемещения гайки с нагрузкой и без нее. После соответствующей математической обработки полученной информации определяют амплитуды вибраций, виброскорости, виброускорения, собственные частоты передачи, собственные формы передачи.Dynamic transmission parameters include vibration activity, noise and smoothness of transmission. To determine them, the readings of the vibration sensors 15 are recorded on different axes at different speeds of movement of the nut with and without load. After appropriate mathematical processing of the obtained information, the amplitudes of vibrations, vibration velocities, vibration acceleration, natural frequencies of transmission, and natural forms of transmission are determined.
Регулирование усилия предварительного натяга в передаче, имеющей возможность выборки зазоров посредством поворота либо смещения двух полугаек, осуществляется по заданной величине момента холостого хода путем изменения угла относительного поворота полугаек, либо подбором толщины дистанционного кольца между ними.The control of the preload force in the gear, which has the ability to select the gaps by turning or displacing two half nuts, is carried out according to a given value of the idling moment by changing the angle of relative rotation of the half nuts or by selecting the thickness of the distance ring between them.
Заявляемый стенд имеет следующие преимущества перед прототипом:The inventive stand has the following advantages over the prototype:
- винт передачи может закрепляться как за один, так и за два конца, что расширяет номенклатуру испытываемых передач;- the transmission screw can be fixed to both one and two ends, which expands the range of tested gears;
- применение цанговых зажимов позволяет повысить точность установки винта, тем самым уменьшить погрешности базирования и установки;- the use of collet clamps can improve the accuracy of installation of the screw, thereby reducing the errors of basing and installation;
- закрепление гайки на суппорте осуществляется по схеме установки ее в реальном оборудовании, что повышает точность измерений;- fixing the nut on the caliper is carried out according to the scheme of its installation in real equipment, which increases the accuracy of measurements;
- прямое крепление штоков гидроцилиндров к суппорту позволяет нагружать испытываемую передачу переменной и реверсивной нагрузкой по заданной программе;- direct mounting of the hydraulic cylinder rods to the caliper allows you to load the test transmission with a variable and reverse load according to a given program;
- наличие двух датчиков линейных перемещений позволяет определять торцевое биение гайки, а также повысить точность определения положения гайки;- the presence of two linear displacement sensors allows you to determine the end runout of the nut, as well as to improve the accuracy of determining the position of the nut;
- наличие датчиков виброускорений позволяет расширить функциональные возможности стенда;- the presence of vibration acceleration sensors allows you to expand the functionality of the stand;
- использование ЭВМ в качестве управляющего, регистрирующего и вычислительного устройства позволяет повысить точность измерений и достоверность определяемых параметров передачи.- the use of a computer as a control, recording and computing device can improve the accuracy of measurements and the reliability of the determined transmission parameters.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016107238A RU2624412C1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Stand for testing screw-nut gear rolling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016107238A RU2624412C1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Stand for testing screw-nut gear rolling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2624412C1 true RU2624412C1 (en) | 2017-07-03 |
Family
ID=59312742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016107238A RU2624412C1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Stand for testing screw-nut gear rolling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2624412C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108645322A (en) * | 2018-06-21 | 2018-10-12 | 北京工业大学 | Involute spur gear wheel circular pitch deviation assessment method under the influence of installation error |
| CN108645323A (en) * | 2018-06-21 | 2018-10-12 | 北京工业大学 | Involute spur gear wheel total profile deviation assessment method under the influence of installation error |
| CN111347239A (en) * | 2020-04-24 | 2020-06-30 | 上海先惠自动化技术股份有限公司 | Semi-axis tooth detects and screws up central screw equipment to tooth |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU416587A1 (en) * | 1972-04-03 | 1974-02-25 | ||
| SU796694A1 (en) * | 1978-06-29 | 1981-01-15 | Научно-Исследовательское Объединениепо Комплексному Технологическомупроектированию Станкостроительныхпредприятий "Оргстанкинпром" | Stand for testing transmission screw-nut transmission by rolling |
| SU1095050A1 (en) * | 1983-03-03 | 1984-05-30 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов | Stand for testing transmission of screw-rolling nut type |
| RU2116640C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-07-27 | Владимир Игоревич Фетисов | Stand for testing mechanical transmissions which transform rotary motion of screw to translational motion of nut |
-
2016
- 2016-02-29 RU RU2016107238A patent/RU2624412C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU416587A1 (en) * | 1972-04-03 | 1974-02-25 | ||
| SU796694A1 (en) * | 1978-06-29 | 1981-01-15 | Научно-Исследовательское Объединениепо Комплексному Технологическомупроектированию Станкостроительныхпредприятий "Оргстанкинпром" | Stand for testing transmission screw-nut transmission by rolling |
| SU1095050A1 (en) * | 1983-03-03 | 1984-05-30 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов | Stand for testing transmission of screw-rolling nut type |
| RU2116640C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-07-27 | Владимир Игоревич Фетисов | Stand for testing mechanical transmissions which transform rotary motion of screw to translational motion of nut |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108645322A (en) * | 2018-06-21 | 2018-10-12 | 北京工业大学 | Involute spur gear wheel circular pitch deviation assessment method under the influence of installation error |
| CN108645323A (en) * | 2018-06-21 | 2018-10-12 | 北京工业大学 | Involute spur gear wheel total profile deviation assessment method under the influence of installation error |
| CN111347239A (en) * | 2020-04-24 | 2020-06-30 | 上海先惠自动化技术股份有限公司 | Semi-axis tooth detects and screws up central screw equipment to tooth |
| CN111347239B (en) * | 2020-04-24 | 2021-07-27 | 上海先惠自动化技术股份有限公司 | Semi-axis tooth detects and screws up central screw equipment to tooth |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2624412C1 (en) | Stand for testing screw-nut gear rolling | |
| CN105588718B (en) | Machine tool chief axis combination property detection/monitoring test system and method | |
| Zhang et al. | Geometric error measurement and compensation for the rotary table of five-axis machine tool with double ballbar | |
| US10543574B2 (en) | Machine motion trajectory measuring apparatus | |
| US10078026B2 (en) | Multi-component force-torque sensing device with reduced cross-talk for twist-compression testing machine | |
| US20090320555A1 (en) | Test device for tribological examination of materials | |
| CN108168689B (en) | A kind of line contact roll sliding friction vibration noise testing stand and test analysis method | |
| CN102353540B (en) | Slip testing apparatus for high-speed rolling bearing | |
| CN110207981B (en) | Nondestructive ball screw pair static rigidity measuring device | |
| CN102235927A (en) | Method and device for testing constraint reaction of automobile parts | |
| CN105021338A (en) | Torque measurement apparatus and method for miniature tension-torsion fatigue testing machine | |
| CN110887590B (en) | High-speed bearing friction tester | |
| CN205426517U (en) | Lathe main shaft comprehensive properties detection / monitoring testing system | |
| CN110967155A (en) | Rigidity testing device for flexible disk of automatic transmission | |
| CN207379856U (en) | A kind of friction wear testing machine | |
| JP4661555B2 (en) | Engine assembly balance measuring apparatus and balance measuring method | |
| CN113418591A (en) | Axial vibration double-position non-contact detection device and prediction method for five-axis machine tool workbench | |
| CN204359515U (en) | Spindle Static stiffness measurement device | |
| JP4704647B2 (en) | Method and apparatus for testing machine tools | |
| CN106950139A (en) | A kind of friction wear testing machine of oscillating bearing and hinge | |
| JP6553906B2 (en) | Machine tool and its tool rotating device | |
| CN103506891A (en) | Digital pretightening force detection device used for numerically-controlled machine tool feeding system | |
| KR101381739B1 (en) | Testing device for planatary reduction gear | |
| CN108956144B (en) | Device and method for testing temperature rise and static rigidity of modular crossed roller bearing | |
| CN108145531B (en) | Device and method for detecting motion characteristic and precision degradation rule of machine tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180301 |