一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置。被測(cè)絲杠采用絲杠支撐單元兩端支撐，加載機(jī)構(gòu)通過(guò)工裝與被測(cè)絲杠副的兩個(gè)螺母連接，從而給每一根被測(cè)絲杠副上兩組螺母之間施加內(nèi)部拉/壓載荷，并采用拉壓力傳感器對(duì)加載力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。通過(guò)變頻電機(jī)帶動(dòng)被測(cè)絲杠副的正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)加載機(jī)構(gòu)在床身上進(jìn)行來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)絲杠副螺紋全長(zhǎng)的可靠性試驗(yàn)和測(cè)試。試驗(yàn)過(guò)程中被測(cè)絲杠的運(yùn)行狀態(tài)通過(guò)動(dòng)態(tài)扭矩傳感器、噪聲傳感器、振動(dòng)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以判斷試驗(yàn)是否繼續(xù)進(jìn)行。本發(fā)明能夠?qū)L珠絲杠副可靠性進(jìn)行試驗(yàn)，可同時(shí)帶動(dòng)三根或三根以下被測(cè)絲杠進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，效率高，試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。
【專利說(shuō)明】一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械裝置可靠性試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]滾珠絲杠副是一種聞精度、聞效率和聞使用壽命的直線驅(qū)動(dòng)單兀，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車和航空航天等領(lǐng)域，其使用壽命與使用性能可靠性非常重要。滾珠絲杠副主要由絲杠、滾珠、螺母等組成，滾珠與滾道面在工作負(fù)載作用下相互接觸，當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，就要產(chǎn)生塑性變形，在滾道表面出現(xiàn)永久性印痕；滾珠不斷地從滾道表面某一點(diǎn)滾過(guò)，接觸處承受著重復(fù)接觸應(yīng)力的作用，經(jīng)過(guò)一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后，滾道表面就要產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。上面兩種情形都會(huì)使?jié)L珠絲杠副的精度下降，傳動(dòng)質(zhì)量降低，最后導(dǎo)致失效，影響滾珠絲杠副的功能可靠性。目前專用的滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置還不多見(jiàn)，需要開(kāi)發(fā)一種專用的評(píng)價(jià)滾珠絲杠副可靠性的試驗(yàn)裝置，為新產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品改進(jìn)提供實(shí)際數(shù)據(jù)依據(jù)。
[0003]國(guó)內(nèi)滾珠絲杠副行業(yè)，針對(duì)可靠性方面已經(jīng)有了一些初步的試驗(yàn)裝置，但只能進(jìn)行環(huán)境模擬，不能對(duì)實(shí)際工況進(jìn)行模擬，或者適用范圍很窄，測(cè)試的行程較短，只能進(jìn)行單向加載，不具有通用性，國(guó)外相關(guān)設(shè)備未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道，所以研究大負(fù)載可靠性試驗(yàn)臺(tái)是滿足現(xiàn)實(shí)需求的，并能為新產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)提供支持和幫助。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置，包括床身部件、試驗(yàn)臺(tái)頭架部件、加載部件、尾架部件和驅(qū)動(dòng)部件；所述驅(qū)動(dòng)部件位于床身部件的一偵牝試驗(yàn)臺(tái)頭架部件位于床身部件上表面靠近驅(qū)動(dòng)部件一側(cè)，尾架部件位于床身部件上表面遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)部件一側(cè)，加載部件位于床身部件的上方并位于試驗(yàn)臺(tái)頭架部件和尾架部件之間，所述加載部件可在驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)床身部件往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
所述床身部件包括床身、頭架支撐板、防撞塊、潤(rùn)滑泵、尾架支撐板、接近開(kāi)關(guān)、坦克鏈托架和限位開(kāi)關(guān)；所述床身上表面靠近驅(qū)動(dòng)組件一端設(shè)置頭架支撐板，床身上表面的另一端設(shè)置尾架支撐板，頭架支撐板和尾架支撐板的內(nèi)側(cè)均設(shè)置三個(gè)防撞塊，潤(rùn)滑泵和坦克鏈托架分別設(shè)置于床身的兩個(gè)側(cè)面，床身的側(cè)面還設(shè)置限位開(kāi)關(guān)，該限位開(kāi)關(guān)與坦克鏈托架位于同一側(cè)，限位開(kāi)關(guān)位于床身靠頭架支撐板的一端，床身上表面設(shè)置兩條相互平行的梯形槽，該梯形槽的延伸方向與床身的長(zhǎng)度方向一致，其中靠近坦克鏈托架的梯形槽內(nèi)設(shè)置四個(gè)接近開(kāi)關(guān)；
所述試驗(yàn)臺(tái)頭架部件包括變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪、傳動(dòng)主軸、主軸從動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪、同步帶、主動(dòng)軸軸承座支架、從動(dòng)軸軸承座支架和三組相同的絲杠軸端支撐單元，分別為左絲杠軸端支撐單元、中絲杠軸端支撐單元和右絲杠軸端支撐單元，每個(gè)絲杠軸端支撐單兀均包括頭架、第一聯(lián)軸器、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器、第二聯(lián)軸器、頭架從動(dòng)軸；其中第一聯(lián)軸器與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器連接，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的另一端與第二聯(lián)軸器連接，第二聯(lián)軸器的另一端與滾珠絲杠連接；主動(dòng)軸軸承座支架設(shè)置在頭架支撐板上，主動(dòng)軸軸承座支架上設(shè)置傳動(dòng)主軸，傳動(dòng)主軸上設(shè)置變頻機(jī)從動(dòng)同步帶輪，傳動(dòng)主軸的另一側(cè)設(shè)置兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪，兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪上均各自套有同步帶，其中一個(gè)同步帶同時(shí)套在左從動(dòng)帶輪上，另一個(gè)同步帶同時(shí)套在右從動(dòng)帶輪上，左從動(dòng)帶輪套在左頭架從動(dòng)軸上，該左頭架從動(dòng)軸設(shè)置在左從動(dòng)軸軸承座支架上，右從動(dòng)帶輪套在右頭架從動(dòng)軸上，該右頭架從動(dòng)軸設(shè)置在右從動(dòng)軸軸承座支架上；
左頭架從動(dòng)軸與左絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，左絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第一滾珠絲杠相連，傳動(dòng)主軸與中絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，中絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第二滾珠絲杠相連，右頭架從動(dòng)軸與右絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，右絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第三滾珠絲杠相連。
[0006]所述試驗(yàn)臺(tái)加載部件包括三個(gè)相同的加載單元，每個(gè)加載單元均包括伺服電機(jī)、減速器、縱向螺母加載機(jī)構(gòu)、受載端基座、支架、螺母工裝、絲杠螺母、導(dǎo)軌滑塊、導(dǎo)軌；
所述導(dǎo)軌位于床身的上表面，導(dǎo)軌上設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)軌滑塊，一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置縱向螺母加載機(jī)構(gòu)，另一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置受載端基座，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)和受載端基座之間通過(guò)拉壓力傳感器相連，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)上設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，受載端基座的上方設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，上述兩個(gè)螺母工裝朝向相反，伺服電機(jī)和減速器均設(shè)置在縱向螺母加載機(jī)構(gòu)上，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)減速器與縱向螺母加載機(jī)構(gòu)相連，為其提供動(dòng)力，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)主要包括主動(dòng)齒輪軸、從動(dòng)齒輪、加載螺母、加載梯形絲杠、花鍵導(dǎo)向套、拉壓力傳感器、受載端、調(diào)節(jié)螺母、擰緊螺母；主動(dòng)齒輪軸兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承固定在基座上且一端與減速器相連，加載梯形絲杠通過(guò)滾針軸承固定在基座上，力口載螺母套在加載梯形絲杠上，絲杠的梯形齒與加載螺母嚙合配合，加載螺母通過(guò)螺釘與從動(dòng)齒輪同軸固接，從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪軸嚙合配合，花鍵導(dǎo)向套套在加載梯形絲杠靠近拉壓力傳感器一端的花鍵上，并通過(guò)螺釘固定在基座上，加載梯形絲杠的一端與拉壓力傳感器通過(guò)螺紋連接，拉壓力傳感器的另一端與受載端通過(guò)螺紋連接，受載端插在調(diào)節(jié)螺母中，并通過(guò)擰緊螺母與調(diào)節(jié)螺母擰緊，調(diào)節(jié)螺母通過(guò)螺紋擰在基座上。
[0007]所述試驗(yàn)臺(tái)尾架部件包括尾架、絲杠尾部支撐單元、螺紋套筒、擰緊螺母；尾架通過(guò)螺栓固接于尾架支撐板上；螺紋套筒固定于尾架的端面，絲杠尾部支撐單元通過(guò)擰緊螺母固定于尾架中；所述絲杠尾部支撐單元、螺紋套筒和擰緊螺母同軸設(shè)置。
[0008]所述試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件包括變頻電機(jī)、變頻電機(jī)支座、變頻電機(jī)輸出輪、主動(dòng)同步帶、變頻電機(jī)外殼；所述變頻電機(jī)支座固定于地面，其上安裝變頻電機(jī)；變頻電機(jī)輸出輪上套有主動(dòng)同步帶，該同步帶同時(shí)套在變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪上，變頻電機(jī)輸出輪通過(guò)主動(dòng)同步帶將運(yùn)動(dòng)傳遞至變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪，從而驅(qū)動(dòng)這個(gè)被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:1)本發(fā)明采用滾珠絲杠螺母縱向加載機(jī)構(gòu)，配備不同型號(hào)的工裝，對(duì)各種型號(hào)的滾珠絲杠副螺母均可進(jìn)行加載，具有通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，最大程度的模擬實(shí)際工況加載方式；2)本發(fā)明的裝置可同時(shí)進(jìn)行三根或三根以下被測(cè)絲杠副的可靠性試驗(yàn)，可以根據(jù)被測(cè)絲杠副的型號(hào)不同配備相應(yīng)的加載力，試驗(yàn)效率高；3 )本發(fā)明的裝置可驗(yàn)證在不同加載狀況、不同負(fù)載條件下，滾珠絲杠副的失效形式和失效特征；4)本發(fā)明的試驗(yàn)裝置可檢測(cè)滾珠絲杠副失效時(shí)的振動(dòng)、噪聲、溫升等信號(hào)，提取失效特征，為可靠性預(yù)計(jì)與可靠性優(yōu)化提供試驗(yàn)支撐；5)采用滾珠絲杠螺母縱向加載機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)軸向雙向可控加載，最大5t,精度2% ;6)本發(fā)明的試驗(yàn)裝置可根據(jù)需求,對(duì)被測(cè)絲杠選擇合適的支撐方式，可模擬的支撐方式有固定-固定、固定-自由、固定-懸空三種方式；7)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置符合現(xiàn)代機(jī)床的綠色設(shè)計(jì)理念，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工成本低廉，具有很好的市場(chǎng)前景。
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置總體結(jié)構(gòu)部件圖。
[0012]圖2是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置床身部件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置頭架部件示意圖。
[0014]圖4是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置加載部件示意圖。
[0015]圖5是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置縱向螺母加載機(jī)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置尾架部件示意圖。
[0017]圖7是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖8是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置單根絲杠可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)流程示意圖。
[0019]圖9是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置單根絲杠可靠性符合性試驗(yàn)流程示意圖。
[0020]圖10是本發(fā)明滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置批量絲杠可靠性測(cè)定試驗(yàn)流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置，包括床身部件1、試驗(yàn)臺(tái)頭架部件I1、加載部件II1、尾架部件IV和驅(qū)動(dòng)部件V ;所述驅(qū)動(dòng)部件V位于床身部件I的一側(cè)，試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II位于床身部件I上表面靠近驅(qū)動(dòng)部件V—側(cè)，尾架部件IV位于床身部件I上表面遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)部件V—側(cè)，加載部件III位于床身部件I的上方并位于試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II和尾架部件IV之間，所述加載部件III可在驅(qū)動(dòng)部件V的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)床身部件I往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
結(jié)合圖2，所述床身部件I包括床身1、頭架支撐板2、防撞塊3、潤(rùn)滑泵4、尾架支撐板
5、接近開(kāi)關(guān)6、坦克鏈托架7和限位開(kāi)關(guān)8 ;所述床身I上表面靠近驅(qū)動(dòng)組件一端設(shè)置頭架支撐板2，床身上表面的另一端設(shè)置尾架支撐板5，頭架支撐板2和尾架支撐板5的內(nèi)側(cè)均設(shè)置三個(gè)防撞塊3，潤(rùn)滑泵4和坦克鏈托架7分別設(shè)置于床身的兩個(gè)側(cè)面，床身的側(cè)面還設(shè)置限位開(kāi)關(guān)8，該限位開(kāi)關(guān)8與坦克鏈托架7位于同一側(cè)，限位開(kāi)關(guān)8位于床身I靠頭架支撐板2的一端，床身上表面設(shè)置兩條相互平行的梯形槽，該梯形槽的延伸方向與床身的長(zhǎng)度方向一致，其中靠近坦克鏈托架7的梯形槽內(nèi)設(shè)置四個(gè)接近開(kāi)關(guān)6 ；
結(jié)合圖1、圖3，所述試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II包括變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪9、傳動(dòng)主軸10、主軸從動(dòng)帶輪11、從動(dòng)帶輪12、同步帶13、主動(dòng)軸軸承座支架14、從動(dòng)軸軸承座支架15和三組相同的絲杠軸端支撐單元，分別為左絲杠軸端支撐單元、中絲杠軸端支撐單元和右絲杠軸端支撐單元，每個(gè)絲杠軸端支撐單元均包括頭架16、第一聯(lián)軸器17、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18、第二聯(lián)軸器19、頭架從動(dòng)軸；其中第一聯(lián)軸器17與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18連接，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18的另一端與第二聯(lián)軸器19連接，第二聯(lián)軸器19的另一端與滾珠絲杠連接；主動(dòng)軸軸承座支架14設(shè)置在頭架支撐板2上，主動(dòng)軸軸承座支架14上設(shè)置傳動(dòng)主軸10，傳動(dòng)主軸10上設(shè)置變頻機(jī)從動(dòng)同步帶輪9，傳動(dòng)主軸10的另一側(cè)設(shè)置兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪11，兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪11上均各自套有同步帶13，其中一個(gè)同步帶同時(shí)套在左從動(dòng)帶輪12-1上，另一個(gè)同步帶同時(shí)套在右從動(dòng)帶輪12-2上，左從動(dòng)帶輪12-1套在左頭架從動(dòng)軸上，該左頭架從動(dòng)軸設(shè)置在左從動(dòng)軸軸承座支架15-1上，右從動(dòng)帶輪12-2套在右頭架從動(dòng)軸上，該右頭架從動(dòng)軸設(shè)置在右從動(dòng)軸軸承座支架15-2上；
左頭架從動(dòng)軸與左絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，左絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第一滾珠絲杠21相連，傳動(dòng)主軸10與中絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，中絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第二滾珠絲杠22相連，右頭架從動(dòng)軸與右絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，右絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第三滾珠絲杠23相連。
[0022]結(jié)合圖4、圖5，所述試驗(yàn)臺(tái)加載部件III包括三個(gè)相同的加載單元，每個(gè)加載單元均包括伺服電機(jī)24、減速器25、縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26、受載端基座27、支架、螺母工裝、絲杠螺母30、導(dǎo)軌滑塊31、導(dǎo)軌32 ；
所述導(dǎo)軌32位于床身I的上表面，導(dǎo)軌32上設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)軌滑塊31，一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26，另一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置受載端基座27，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26和受載端基座27之間通過(guò)拉壓力傳感器相連，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26上設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，受載端基座27的上方設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，上述兩個(gè)螺母工裝朝向相反，伺服電機(jī)24和減速器25均設(shè)置在縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26上，伺服電機(jī)24的輸出軸通過(guò)減速器25與縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26相連，為其提供動(dòng)力，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26包括主動(dòng)齒輪軸42、從動(dòng)齒輪43、加載螺母44、加載梯形絲杠45、花鍵導(dǎo)向套46、拉壓力傳感器47、受載端48、調(diào)節(jié)螺母49、擰緊螺母50 ;主動(dòng)齒輪軸42兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承固定在基座上且一端與減速器25相連，加載梯形絲杠45通過(guò)滾針軸承固定在基座上，加載螺母44套在加載梯形絲杠45上，加載梯形絲杠的梯形齒與加載螺母44嚙合配合，加載螺母44通過(guò)螺釘與從動(dòng)齒輪43同軸固接，從動(dòng)齒輪43與主動(dòng)齒輪軸42嚙合配合，花鍵導(dǎo)向套46套在加載梯形絲杠45靠近拉壓力傳感器47 —端的花鍵上，并通過(guò)螺釘固定在基座上，加載梯形絲杠45的一端與拉壓力傳感器47通過(guò)螺紋連接，拉壓力傳感器47的另一端與受載端48通過(guò)螺紋連接，受載端48插在調(diào)節(jié)螺母49中，并通過(guò)擰緊螺母50與調(diào)節(jié)螺母49擰緊，調(diào)節(jié)螺母49通過(guò)螺紋擰在基座上。
[0023]結(jié)合圖6，所述試驗(yàn)臺(tái)尾架部件IV包括尾架33、絲杠尾部支撐單元34、螺紋套筒35、擰緊螺母36 ;尾架33通過(guò)螺栓固接于尾架支撐板5上；螺紋套筒35固定于尾架33的端面，絲杠尾部支撐單元34通過(guò)擰緊螺母36固定于尾架33中；所述絲杠尾部支撐單元34、螺紋套筒35和擰緊螺母36同軸設(shè)置。
[0024]結(jié)合圖7，所述試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件V包括變頻電機(jī)37、變頻電機(jī)支座38、變頻電機(jī)輸出輪39、主動(dòng)同步帶40、變頻電機(jī)外殼41 ;所述變頻電機(jī)支座38固定于地面，其上安裝變頻電機(jī)37 ;變頻電機(jī)輸出輪39上套有主動(dòng)同步帶40，該同步帶同時(shí)套在變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪9上，變頻電機(jī)輸出輪39通過(guò)主動(dòng)同步帶40將運(yùn)動(dòng)傳遞至變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪9，從而驅(qū)動(dòng)這個(gè)被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。
[0025]下面進(jìn)行更細(xì)化的描述:
如圖1所示，本發(fā)明可同時(shí)進(jìn)行三根以及三根以下的滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)效率提高，可進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，可同時(shí)試驗(yàn)的絲杠根數(shù)需要根據(jù)不同廠家、不同型號(hào)絲杠的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。
[0026]如圖2所示，床身I固定于地面，床身I上表面靠近驅(qū)動(dòng)組件一端設(shè)置頭架支撐板2，床身上表面的另一端設(shè)置尾架支撐板5，頭尾架支撐板分別用來(lái)固定試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II以及試驗(yàn)臺(tái)尾架部件IV，頭架支撐板2和尾架支撐板5的內(nèi)側(cè)均設(shè)置三個(gè)防撞塊3，用來(lái)防止試驗(yàn)臺(tái)加載部件III撞擊到頭尾架部件，損壞試驗(yàn)臺(tái)，潤(rùn)滑泵4和坦克鏈托架7分別設(shè)置于床身的兩個(gè)側(cè)面，潤(rùn)滑泵4用來(lái)給絲杠螺母以及給加載組件導(dǎo)向的直線導(dǎo)軌副提供充分的潤(rùn)滑油，坦克鏈托架7則用來(lái)支撐坦克鏈，使得試驗(yàn)臺(tái)的線路整齊有序，床身的側(cè)面還設(shè)置限位開(kāi)關(guān)8，該限位開(kāi)關(guān)8與坦克鏈托架7位于同一側(cè)，限位開(kāi)關(guān)8位于床身I靠頭架支撐板2的一端，限位開(kāi)關(guān)8僅在必要時(shí)才發(fā)揮作用，床身上表面設(shè)置兩條相互平行的梯形槽，該梯形槽的延伸方向與床身的長(zhǎng)度方向一致，其中靠近坦克鏈托架7的梯形槽內(nèi)設(shè)置四個(gè)接近開(kāi)關(guān)6用來(lái)設(shè)置試驗(yàn)時(shí)加載機(jī)構(gòu)的加減速位置以及掉頭反向運(yùn)動(dòng)的位置；
如圖1、圖3所示，試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II包括變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪9、傳動(dòng)主軸10、主軸從動(dòng)帶輪11、從動(dòng)帶輪12、同步帶13、主動(dòng)軸軸承座支架14、從動(dòng)軸軸承座支架15和三組相同的絲杠軸端支撐單元，分別為左絲杠軸端支撐單元、中絲杠軸端支撐單元和右絲杠軸端支撐單元，每個(gè)絲杠軸端支撐單元均包括頭架16、第一聯(lián)軸器17、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18、第二聯(lián)軸器19、頭架從動(dòng)軸；其中第一聯(lián)軸器17與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18連接，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18的另一端與第二聯(lián)軸器19連接，第二聯(lián)軸器19的另一端與滾珠絲杠連接；主動(dòng)軸軸承座支架14設(shè)置在頭架支撐板2上，主動(dòng)軸軸承座支架14上設(shè)置傳動(dòng)主軸10，傳動(dòng)主軸10上設(shè)置變頻機(jī)從動(dòng)同步帶輪9，傳動(dòng)主軸10的另一側(cè)設(shè)置兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪11，兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪11上均各自套有同步帶13，其中一個(gè)同步帶同時(shí)套在左從動(dòng)帶輪12-1上，另一個(gè)同步帶同時(shí)套在右從動(dòng)帶輪12-2上，左從動(dòng)帶輪12-1套在左頭架從動(dòng)軸上，該左頭架從動(dòng)軸設(shè)置在左從動(dòng)軸軸承座支架15-1上，右從動(dòng)帶輪12-2套在右頭架從動(dòng)軸上，該右頭架從動(dòng)軸設(shè)置在右從動(dòng)軸軸承座支架15-2上；
左頭架從動(dòng)軸與左絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，左絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第一滾珠絲杠21相連，傳動(dòng)主軸10與中絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，中絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第二滾珠絲杠22相連，右頭架從動(dòng)軸與右絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，右絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第三滾珠絲杠23相連，從而實(shí)現(xiàn)了由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)被測(cè)絲杠旋轉(zhuǎn)的功能，變頻電機(jī)可同時(shí)驅(qū)動(dòng)三根或者三根以下的絲杠進(jìn)行試驗(yàn)，被測(cè)絲杠的輸入扭矩可以通過(guò)動(dòng)態(tài)扭矩傳感器測(cè)出。
[0027]如圖4、圖5所不,試驗(yàn)臺(tái)加載部件III的導(dǎo)軌32位于床身I的上表面,導(dǎo)軌32上設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)軌滑塊31，一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26，另一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置受載端基座27，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26和受載端基座27之間通過(guò)拉壓力傳感器相連，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26上設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，受載端基座27的上方設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，上述兩個(gè)螺母工裝朝向相反，伺服電機(jī)24和減速器25均設(shè)置在縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26上，伺服電機(jī)24的輸出軸通過(guò)減速器25與縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26相連，為其提供動(dòng)力，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26主要包括主動(dòng)齒輪軸42、從動(dòng)齒輪43、加載螺母44、加載梯形絲杠45、花鍵導(dǎo)向套46、拉壓力傳感器47、受載端48、調(diào)節(jié)螺母49、擰緊螺母50 ；主動(dòng)齒輪軸42兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承固定在基座上且一端與減速器25相連，加載梯形絲杠45通過(guò)滾針軸承固定在基座上，加載螺母44套在加載梯形絲杠45上，絲杠的梯形齒與加載螺母44嚙合配合，加載螺母44通過(guò)螺釘與從動(dòng)齒輪43同軸固接，從動(dòng)齒輪43與主動(dòng)齒輪軸42嚙合配合，花鍵導(dǎo)向套46套在加載梯形絲杠45靠近拉壓力傳感器47 —端的花鍵上，并通過(guò)螺釘固定在基座上，加載梯形絲杠45的一端與拉壓力傳感器47通過(guò)螺紋連接，拉壓力傳感器47的另一端與受載端48通過(guò)螺紋連接，受載端48插在調(diào)節(jié)螺母49中，并通過(guò)擰緊螺母50與調(diào)節(jié)螺母49擰緊，調(diào)節(jié)螺母49通過(guò)螺紋擰在基座上。伺服電機(jī)24通過(guò)減速器25驅(qū)動(dòng)縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26和受載端基座27沿著絲杠軸線方向向相反方向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生相對(duì)位移，從而產(chǎn)生軸向拉壓力，每套加載部件各有兩個(gè)支架，分別安裝在縱向螺母加載機(jī)構(gòu)26和受載端27上，用來(lái)固定可換螺母工裝，絲杠螺母30固定在可換螺母工裝上，螺母工裝同時(shí)把加載機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的軸向拉壓力傳遞至絲杠螺母30上，實(shí)現(xiàn)了絲杠的軸向加載功能，軸向加載力大小可通過(guò)伺服電機(jī)24調(diào)整。噪聲傳感器安裝在被測(cè)絲杠螺母30上，測(cè)量絲杠運(yùn)行過(guò)程中的噪聲。振動(dòng)傳感器分別布置在垂直于被測(cè)絲杠軸線的水平和豎直方向，來(lái)測(cè)量這兩個(gè)方向的振動(dòng)。
[0028]如圖1、圖6所示，試驗(yàn)臺(tái)尾架部件IV中尾架33固接于尾架支撐板5上；螺紋套筒35固定于尾架33的端面，絲杠尾部支撐單元34通過(guò)擰緊螺母36固定于尾架33中；所述絲杠尾部支撐單元34、螺紋套筒35和擰緊螺母36同軸設(shè)置，試驗(yàn)臺(tái)頭尾架部件采用相同的可換支撐單元，以滿足不同軸徑絲杠的安裝要求。
[0029]如圖1、圖7所示，變頻電機(jī)支座38固定于地面，其上安裝變頻電機(jī)37 ;變頻電機(jī)輸出輪39通過(guò)主動(dòng)同步帶40將運(yùn)動(dòng)傳遞至變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪9，從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。
[0030]如圖8所示，上述可靠性試驗(yàn)裝置對(duì)單根絲杠可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法為:在試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II與尾架部件IV之間根據(jù)需要選擇合適的絲杠安裝方式裝入被測(cè)絲杠；根據(jù)被測(cè)絲杠的性能要求設(shè)置合理的潤(rùn)滑方式、加載力、加載速度，通過(guò)加載部件III對(duì)被測(cè)滾珠絲杠副進(jìn)行軸向加載；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)37、帶動(dòng)被測(cè)絲杠旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)加載機(jī)構(gòu)在床身上往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18、振動(dòng)、噪聲傳感器判斷滾珠絲杠副運(yùn)行過(guò)程中是否產(chǎn)生故障，如果沒(méi)有故障，則按照設(shè)定的測(cè)試時(shí)間要求完成測(cè)試，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果有故障，則判斷故障產(chǎn)生的原因，如果故障可修復(fù)，則修復(fù)故障，記錄故障信息，再次進(jìn)行試驗(yàn)，如果故障不可修復(fù)，則記錄故障信息，終止試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)采集的數(shù)進(jìn)行分析處理，獲得試驗(yàn)樣本的可靠性信息。
[0031]如圖9所示，上述可靠性試驗(yàn)裝置對(duì)單根絲杠可靠性符合性試驗(yàn)方法為:在試驗(yàn)臺(tái)頭架部件II與尾架部件IV之間根據(jù)需要選擇合適的絲杠安裝方式裝入被測(cè)絲杠；根據(jù)被測(cè)絲杠的性能要求設(shè)置合理的潤(rùn)滑方式、加載力、加載速度，通過(guò)加載部件III對(duì)被測(cè)滾珠絲杠副進(jìn)行軸向加載；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)37、帶動(dòng)被測(cè)絲杠旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)加載機(jī)構(gòu)在床身上往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)扭矩傳感器18、振動(dòng)、噪聲傳感器判斷滾珠絲杠副運(yùn)行過(guò)程中是否產(chǎn)生故障，如果沒(méi)有故障，則讓滾珠絲杠副一直在軸向加載下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，直至滾珠絲杠副產(chǎn)生功能性失效才停止實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果有故障，則判斷故障產(chǎn)生的原因，如果故障可修復(fù)，則修復(fù)故障，記錄故障信息，再次進(jìn)行試驗(yàn)，如果故障不可修復(fù)，則記錄故障信息，終止試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)采集的數(shù)進(jìn)行分析處理，獲得試驗(yàn)樣本的可靠性信息。通過(guò)以上方法完成對(duì)絲杠副螺紋全長(zhǎng)的可靠性試驗(yàn)和測(cè)試。
[0032]如圖10所示，上述可靠性試驗(yàn)裝置對(duì)批量絲杠進(jìn)行可靠性測(cè)定試驗(yàn)的方法為:對(duì)一批滾珠絲杠先進(jìn)行樣本的抽樣，對(duì)抽出的試驗(yàn)樣本采用上述的單根絲杠可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)批量產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行分析。
[0033]本發(fā)明能夠?qū)L珠絲杠副可靠性進(jìn)行驗(yàn)證、測(cè)定試驗(yàn)，效率高，試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可
O·
【權(quán)利要求】
1.一種滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括床身部件[I ]、試驗(yàn)臺(tái)頭架部件[II ]、加載部件[III ]、尾架部件[IV ]和驅(qū)動(dòng)部件[V ];所述驅(qū)動(dòng)部件[V ]位于床身部件[I ]的一側(cè)，試驗(yàn)臺(tái)頭架部件[II ]位于床身部件[I ]上表面靠近驅(qū)動(dòng)部件[V ] 一側(cè)，尾架部件[IV ]位于床身部件[I ]上表面遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)部件[V ] 一側(cè)，加載部件[III ]位于床身部件[I ]的上方并位于試驗(yàn)臺(tái)頭架部件[II ]和尾架部件[IV ]之間，所述加載部件[III ]可在驅(qū)動(dòng)部件[V ]的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)床身部件[I ]往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 所述床身部件[I ]包括床身[I]、頭架支撐板[2]、防撞塊[3]、潤(rùn)滑泵[4]、尾架支撐板[5]、接近開(kāi)關(guān)[6]、坦克鏈托架[7]和限位開(kāi)關(guān)[8];所述床身[I]上表面靠近驅(qū)動(dòng)組件一端設(shè)置頭架支撐板[2]，床身上表面的另一端設(shè)置尾架支撐板[5]，頭架支撐板[2]和尾架支撐板[5]的內(nèi)側(cè)均設(shè)置三個(gè)防撞塊[3]，潤(rùn)滑泵[4]和坦克鏈托架[7]分別設(shè)置于床身的兩個(gè)側(cè)面，床身的側(cè)面還設(shè)置限位開(kāi)關(guān)[8]，該限位開(kāi)關(guān)[8]與坦克鏈托架[7]位于同一偵牝限位開(kāi)關(guān)[8]位于床身[I]靠頭架支撐板[2]的一端，床身上表面設(shè)置兩條相互平行的梯形槽，該梯形槽的延伸方向與床身的長(zhǎng)度方向一致，其中靠近坦克鏈托架[7]的梯形槽內(nèi)設(shè)置四個(gè)接近開(kāi)關(guān)[6]； 所述試驗(yàn)臺(tái)頭架部件[II ]包括變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪[9]、傳動(dòng)主軸[10]、主軸從動(dòng)帶輪[11]、從動(dòng)帶輪[12]、同步帶[13]、主動(dòng)軸軸承座支架[14]、從動(dòng)軸軸承座支架[15]和三組相同的絲杠軸端支撐單元，分別為左絲杠軸端支撐單元、中絲杠軸端支撐單元和右絲杠軸端支撐單元，每個(gè)絲杠軸端支撐單元均包括頭架[16]、第一聯(lián)軸器[17]、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器[18]、第二聯(lián)軸器[19]、頭架從動(dòng)軸；其中第一聯(lián)軸器[17]與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器[18]連接，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器[18]的另一端與第二聯(lián)軸器[19]連接，第二聯(lián)軸器[19]的另一端與滾珠絲杠連接；主動(dòng)軸軸承座支架[14]設(shè)置在頭架支撐板[2]上，主動(dòng)軸軸承座支架[14]上設(shè)置傳動(dòng)主軸[10]，傳動(dòng)主軸[10]上設(shè)置變頻機(jī)從動(dòng)同步帶輪[9]，傳動(dòng)主軸[10]的另一側(cè)設(shè)置兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪[11]，兩個(gè)主軸從動(dòng)帶輪[11]上均各自套有同步帶·[13]，其中一個(gè)同步帶同時(shí)套在左從動(dòng)帶輪[12-1]上，另一個(gè)同步帶同時(shí)套在右從動(dòng)帶輪[12-2]上，左從動(dòng)帶輪[12-1]套在左頭架從動(dòng)軸上，該左頭架從動(dòng)軸設(shè)置在左從動(dòng)軸軸承座支架[15-1]上，右從動(dòng)帶輪[12-2]套在右頭架從動(dòng)軸上，該右頭架從動(dòng)軸設(shè)置在右從動(dòng)軸軸承座支架[15-2]上； 左頭架從動(dòng)軸與左絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，左絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第一滾珠絲杠[21]相連，傳動(dòng)主軸[10]與中絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，中絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第二滾珠絲杠[22]相連，右頭架從動(dòng)軸與右絲杠軸端支撐單元的第一聯(lián)軸器相連，右絲杠軸端支撐單元的第二聯(lián)軸器與第三滾珠絲杠[23]相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于，試驗(yàn)臺(tái)加載部件[III]包括三個(gè)相同的加載單元，每個(gè)加載單元均包括伺服電機(jī)[24]、減速器[25]、縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]、受載端基座[27]、支架、螺母工裝、絲杠螺母[30]、導(dǎo)軌滑塊[31]、導(dǎo)軌[32]； 所述導(dǎo)軌[32]位于床身[I]的上表面，導(dǎo)軌[32]上設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)軌滑塊[31]，一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]，另一個(gè)導(dǎo)軌滑塊上設(shè)置受載端基座[27]，縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]和受載端基座[27]之間通過(guò)拉壓力傳感器相連,縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]上設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，受載端基座[27]的上方設(shè)置支架，支架的上方設(shè)置螺母工裝，上述兩個(gè)螺母工裝朝向相反，伺服電機(jī)[24]和減速器[25]均設(shè)置在縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]上,伺服電機(jī)[24]的輸出軸通過(guò)減速器[25]與縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]相連，為其提供動(dòng)力；縱向螺母加載機(jī)構(gòu)[26]包括主動(dòng)齒輪軸[42]、從動(dòng)齒輪[43]、加載螺母[44]、加載梯形絲杠[45]、花鍵導(dǎo)向套[46]、拉壓力傳感器[47]、受載端[48]、調(diào)節(jié)螺母[49]、擰緊螺母[50];主動(dòng)齒輪軸[42]兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承固定在基座上且一端與減速器[25]相連，加載梯形絲杠[45]通過(guò)滾針軸承固定在基座上，加載螺母[44]套在加載梯形絲杠[45]上，加載梯形絲杠[45]的梯形齒與加載螺母[44]嚙合配合，加載螺母[44]通過(guò)螺釘與從動(dòng)齒輪[43]同軸固接，從動(dòng)齒輪[43]與主動(dòng)齒輪軸[42]嚙合配合，花鍵導(dǎo)向套[46]套在加載梯形絲杠[45]靠近拉壓力傳感器[47] —端的花鍵上，并通過(guò)螺釘固定在基座上，加載梯形絲杠[45]的一端與拉壓力傳感器[47]通過(guò)螺紋連接，拉壓力傳感器[47]的另一端與受載端[48]通過(guò)螺紋連接，受載端[48]插在調(diào)節(jié)螺母[49]中，并通過(guò)擰緊螺母[50]與調(diào)節(jié)螺母[49]擰緊，調(diào)節(jié)螺母[49]通過(guò)螺紋擰在基座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)臺(tái)尾架部件[IV ]包括尾架[33]、絲杠尾部支撐單元[34]、螺紋套筒[35]、擰緊螺母[36];尾架[33]通過(guò)螺栓固接于尾架支撐板[5]上；螺紋套筒[35]固定于尾架[33]的端面，絲杠尾部支撐單元[34]通過(guò)擰緊螺母[36]固定于尾架[33]中；所述絲杠尾部支撐單元[34]、螺紋套筒[35]和擰緊螺母[36]同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述滾珠絲杠副可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件[V ]包括變頻電機(jī)[37]、變頻電機(jī)支座[38]、變頻電機(jī)輸出輪[39]、主動(dòng)同步帶[40]、變頻電機(jī)外殼[41];所述變頻電機(jī)支座[38]固定于地面，其上安裝變頻電機(jī)[37];變頻電機(jī)輸出輪[39]上套有主動(dòng)同步帶[40]，該同步帶同時(shí)套在變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪[9]上，變頻電機(jī)輸出輪[39]通過(guò)主動(dòng)同步帶[40]`將運(yùn)動(dòng)傳遞至變頻電機(jī)從動(dòng)同步帶輪[9]，從而驅(qū)動(dòng)這個(gè)被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01M13/02GK103852256SQ201410016756
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】歐屹, 馮虎田, 徐益飛, 丁聰, 韓軍, 祖莉, 梁醫(yī) 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué), 張家港斯克斯精密機(jī)械科技有限公司