導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，包括支撐框架、導(dǎo)軌副模擬模塊、載荷施加模塊、直線度測量模塊和摩擦力測量模塊；導(dǎo)軌副模擬模塊包括導(dǎo)軌樣件安裝板、滑塊樣件安裝板和第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)，第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)帶動導(dǎo)軌樣件安裝板往復(fù)運(yùn)動；載荷施加模塊包括載荷加載彈簧、載荷調(diào)整絲杠、載荷調(diào)整螺母、載荷測量傳感器、載荷測量傳感器安裝板、支撐導(dǎo)軌、支撐導(dǎo)軌滑塊、前止推板和后止推板，載荷施加模塊隨導(dǎo)軌樣件安裝板運(yùn)動；摩擦力測量模塊由拉壓力傳感器構(gòu)成，拉壓力傳感器的一端固定在滑塊樣件安裝板上，另一端固定在滾珠絲杠螺母上。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地模擬導(dǎo)軌副的實(shí)際運(yùn)行工況，并且能夠同時獲得與導(dǎo)軌副磨損狀態(tài)相對應(yīng)的導(dǎo)軌副精度。
【專利說明】導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于滑動導(dǎo)軌副的摩擦磨損試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是一種用于測試導(dǎo)軌副在磨損過程中精度衰減的試驗(yàn)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]精度保持性是高精度機(jī)床的一項關(guān)鍵性能指標(biāo)，導(dǎo)軌副作為高精度機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的核心部件，決定了機(jī)床的進(jìn)給精度及其精度保持性能?；瑒訉?dǎo)軌副是機(jī)床系統(tǒng)中常用的支撐和進(jìn)給部件，摩擦磨損是影響滑動導(dǎo)軌副工作精度的最主要的因素。在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究不同材料組成，不同工況參數(shù)以及不同潤滑條件下滑動導(dǎo)軌副的磨損性能以及由磨損產(chǎn)生的精度衰減規(guī)律，這對于研究滑動導(dǎo)軌副的精度保持性能具有重要意義。基于此，需要開發(fā)一種能夠模擬導(dǎo)軌副實(shí)際工況條件和工作環(huán)境的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
[0003]當(dāng)前的導(dǎo)軌摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)大多采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌副之間的相對往復(fù)運(yùn)動。由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)運(yùn)動時存在非線性，這類試驗(yàn)機(jī)并不能準(zhǔn)確模擬導(dǎo)軌副的實(shí)際運(yùn)行工況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，該試驗(yàn)臺能夠準(zhǔn)確地模擬導(dǎo)軌副的實(shí)際運(yùn)行工況，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌副的磨損模擬，并且能夠同時獲得與導(dǎo)軌副磨損狀態(tài)相對應(yīng)的導(dǎo)軌副精度。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，包括支撐框架、導(dǎo)軌副模擬模塊、載荷施加模塊、直線度測量模塊和摩擦力測量模塊；所述支撐框架包括安裝底板、前支撐板、后支撐板和安裝頂板，所述前支撐板和所述后支撐板分別垂直固接在所述安裝底板上，所述安裝頂板固接在所述前支撐板和所述后支撐板的頂部，所述安裝頂板與所述安裝底板相互平行；所述導(dǎo)軌副模擬模塊包括導(dǎo)軌樣件安裝板、滑塊樣件安裝板和第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)，所述第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)包括固定在所述滑塊樣件安裝板內(nèi)的滾珠絲杠螺母和與其連接的滾珠絲杠，所述滾珠絲杠與導(dǎo)軌樣件平行，并由所述前支撐板和所述后支撐板支撐，所述滾珠絲杠由第一電機(jī)驅(qū)動，所述第一電機(jī)固定在所述安裝底板上；所述導(dǎo)軌樣件安裝板位于所述滑塊樣件安裝板的下方，并固定在所述安裝底板上；所述載荷施加模塊包括載荷加載彈簧、載荷調(diào)整絲杠、載荷調(diào)整螺母、載荷測量傳感器、載荷測量傳感器安裝板、支撐導(dǎo)軌、支撐導(dǎo)軌滑塊、前止推板和后止推板，所述載荷調(diào)整絲杠垂直固定在所述滑塊樣件安裝板的上方，所述載荷調(diào)整螺母連接在所述載荷調(diào)整絲杠上，所述載荷調(diào)整絲杠的頂部設(shè)有與其同軸滑動連接的頂板，所述載荷測量傳感器壓在所述頂板上，所述載荷測量傳感器安裝在所述載荷測量傳感器安裝板上，所述載荷測量傳感器安裝板固定在所述支撐導(dǎo)軌滑塊上，所述支撐導(dǎo)軌滑塊與所述支撐導(dǎo)軌滑動配合，所述支撐導(dǎo)軌固定在所述安裝頂板上，并與所述滾珠絲杠平行，在所述頂板與所述載荷調(diào)整螺母之間夾壓有所述載荷加載彈簧，所述載荷加載彈簧套裝在所述載荷調(diào)整絲杠上，所述載荷測量傳感器安裝板設(shè)有前止推板和后止推板，所述前止推板和所述后止推板分別與所述滑塊樣件安裝板固接；所述直線度測量模塊包括數(shù)字千分表、第二電機(jī)和第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)，所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)安裝在所述前止推板上，所述數(shù)字千分表與導(dǎo)軌樣件垂直，并與所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)的絲杠螺母固接，所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)的絲杠由所述第二電機(jī)驅(qū)動；所述摩擦力測量模塊由拉壓力傳感器構(gòu)成，所述拉壓力傳感器的一端固定在所述滑塊樣件安裝板上，另一端固定在所述滾珠絲杠螺母上。
[0006]所述第一電機(jī)米用伺服電機(jī)。
[0007]所述載荷調(diào)整螺母采用雙螺母結(jié)構(gòu)。
[0008]所述拉壓力傳感器的一端與所述滾珠絲杠螺母通過絲杠螺母頂板固接。
[0009]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0010]一)采用高性能的伺服電機(jī)作為第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，以其高精度的速度伺服特性和較高的定位準(zhǔn)確性，使得試驗(yàn)臺架更能接近導(dǎo)軌副的實(shí)際運(yùn)行工況。
[0011]二)滑塊樣件和導(dǎo)軌樣件間的摩擦力可以通過拉壓力傳感器直接測量，由此計算出的摩擦系數(shù)準(zhǔn)確度更高。
[0012]三)滑塊樣件和導(dǎo)軌樣件間的載荷由載荷測量傳感器直接測量，操作者可以對試驗(yàn)臺當(dāng)前的載荷進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。
[0013]四)通過采用載荷調(diào)節(jié)絲杠和載荷調(diào)節(jié)螺母這一結(jié)構(gòu)對載荷加載彈簧的壓縮量進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑塊樣件和導(dǎo)軌樣件間載荷在O值至最大值之間的連續(xù)調(diào)整。
[0014]五)在試驗(yàn)臺工作過程中，可以視需要在不拆卸導(dǎo)軌樣件的情況下對導(dǎo)軌樣件的直線度進(jìn)行測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的滑塊樣件安裝板局部示意圖；
[0018]圖4為圖3的俯視圖。
[0019]圖中:1:伺服電機(jī)；2:電機(jī)安裝板；3:聯(lián)軸節(jié)；4:前支撐板；5:滾珠絲杠；6:導(dǎo)軌樣件安裝板；7:安裝底板；8:導(dǎo)軌樣件；9:滑塊樣件；10:后支撐板；11:滑塊樣件安裝板；12:拉壓力傳感器；13:載荷調(diào)整絲杠；14:載荷調(diào)整螺母；15:載荷加載彈簧；16:數(shù)字千分表；17:絲杠；18:步進(jìn)電機(jī)；19:支撐導(dǎo)軌；20:安裝頂板；21:后止推板；22:載荷測量傳感器；23:載荷測量傳感器安裝板；24:前止推板；25:滾珠絲杠螺母；26:絲杠螺母頂板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0021]請參閱圖1?圖4，一種導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，包括支撐框架、導(dǎo)軌副模擬模塊、載荷施加模塊、直線度測量模塊和摩擦力測量模塊。
[0022]所述支撐框架包括安裝底板7、前支撐板4、后支撐板10和安裝頂板20，所述前支撐板4和所述后支撐板10分別垂直固接在所述安裝底板7上，所述安裝頂板20固接在所述前支撐板4和所述后支撐板10的頂部，所述安裝頂板20與所述安裝底板7相互平行。
[0023]所述導(dǎo)軌副模擬模塊包括導(dǎo)軌樣件安裝板6、滑塊樣件安裝板11和第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)，所述第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)包括固定在所述滑塊樣件安裝板11內(nèi)的滾珠絲杠螺母25和與其連接的滾珠絲杠5，所述滾珠絲杠5與導(dǎo)軌樣件8平行，并由所述前支撐板4和所述后支撐板10支撐，所述滾珠絲杠5由第一電機(jī)驅(qū)動，所述第一電機(jī)固定在所述安裝底板7上。在本實(shí)施例中，第一電機(jī)采用伺服電機(jī)I，伺服電機(jī)I固定在電機(jī)安裝板2上，電機(jī)安裝板2固定在安裝底板7上；伺服電機(jī)I通過聯(lián)軸節(jié)3與滾珠絲杠5連接。
[0024]所述導(dǎo)軌樣件安裝板6位于所述滑塊樣件安裝板11的下方，以使固定在導(dǎo)軌樣件安裝板6上的導(dǎo)軌樣件8和固定在滑塊樣件安裝板11上的滑塊樣件9形成滑動配合。所述導(dǎo)軌樣件安裝板6固定在所述安裝底板7上。
[0025]上述伺服電機(jī)I驅(qū)動第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)，滾珠絲杠螺母25帶動絲杠螺母頂板26運(yùn)動，進(jìn)而帶動與滑塊樣件安裝板11連接的所有零部件做往復(fù)運(yùn)動，其中包括滑塊樣件9，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑塊樣件9與導(dǎo)軌樣件8形成的導(dǎo)軌副的運(yùn)動模擬。
[0026]所述載荷施加模塊包括載荷加載彈簧15、載荷調(diào)整絲杠13、載荷調(diào)整螺母14、載荷測量傳感器22、載荷測量傳感器安裝板23、支撐導(dǎo)軌19、支撐導(dǎo)軌滑塊、前止推板24和后止推板21，所述載荷調(diào)整絲杠13垂直固定在所述滑塊樣件安裝板11的上方，所述載荷調(diào)整螺母14連接在所述載荷調(diào)整絲杠13上，所述載荷調(diào)整絲杠13的頂部設(shè)有與其同軸滑動連接的頂板，所述載荷測量傳感器22壓在所述頂板上，所述載荷測量傳感器22安裝在所述載荷測量傳感器安裝板23上，所述載荷測量傳感器安裝板23固定在所述支撐導(dǎo)軌滑塊上，所述支撐導(dǎo)軌滑塊與所述支撐導(dǎo)軌19滑動配合，所述支撐導(dǎo)軌19固定在所述安裝頂板20上，并與所述滾珠絲杠5平行，在所述頂板與所述載荷調(diào)整螺母14之間夾壓有所述載荷加載彈簧15，所述載荷加載彈簧15套裝在所述載荷調(diào)整絲杠13上，所述載荷測量傳感器22安裝板設(shè)有前止推板24和后止推板21，所述前止推板24和所述后止推板21分別與所述滑塊樣件安裝板11固接。上述結(jié)構(gòu)在滑塊樣件9與載荷測量傳感器22之間形成對應(yīng)受力關(guān)系；通過調(diào)節(jié)載荷調(diào)整螺母25的高度，可以控制載荷加載彈簧15的壓縮量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)載荷的大小。
[0027]在本實(shí)施例中，上述載荷調(diào)節(jié)螺母采用雙螺母緊固方式，能夠有效防止載荷調(diào)節(jié)螺母的松動，避免由此帶來的載荷誤差。
[0028]所述直線度測量模塊包括數(shù)字千分表16、第二電機(jī)和第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)，所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)安裝在所述前止推板24上，所述數(shù)字千分表16與導(dǎo)軌樣件8垂直，并與所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)的絲杠螺母固接，所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)的絲杠17由所述第二電機(jī)驅(qū)動。在本實(shí)施例中，第二電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)18。通過驅(qū)動絲杠17帶動數(shù)字千分表16在豎直方向上移動，進(jìn)而對導(dǎo)軌樣件8的直線度進(jìn)行測量。
[0029]所述摩擦力測量模塊由拉壓力傳感器12構(gòu)成，所述拉壓力傳感器12的一端固定在所述滑塊樣件安裝板11上，另一端固定在所述滾珠絲杠螺母25上。在本實(shí)施例中，滾珠絲杠5的滾珠絲杠螺母25與絲杠螺母頂板26固接在一起；拉壓力傳感器12的一端固定在絲杠螺母頂板26上，拉壓力傳感器12的另一端與滑塊樣件安裝板11固接，以實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)軌樣件與滑塊樣件間的摩擦力進(jìn)行實(shí)時測量。
[0030]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，其特征在于，包括支撐框架、導(dǎo)軌副模擬模塊、載荷施加模塊、直線度測量模塊和摩擦力測量模塊； 所述支撐框架包括安裝底板、前支撐板、后支撐板和安裝頂板，所述前支撐板和所述后支撐板分別垂直固接在所述安裝底板上，所述安裝頂板固接在所述前支撐板和所述后支撐板的頂部，所述安裝頂板與所述安裝底板相互平行； 所述導(dǎo)軌副模擬模塊包括導(dǎo)軌樣件安裝板、滑塊樣件安裝板和第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)，所述第一螺旋傳動機(jī)構(gòu)包括固定在所述滑塊樣件安裝板內(nèi)的滾珠絲杠螺母和與其連接的滾珠絲杠，所述滾珠絲杠與導(dǎo)軌樣件平行，并由所述前支撐板和所述后支撐板支撐，所述滾珠絲杠由第一電機(jī)驅(qū)動，所述第一電機(jī)固定在所述安裝底板上；所述導(dǎo)軌樣件安裝板位于所述滑塊樣件安裝板的下方，并固定在所述安裝底板上； 所述載荷施加模塊包括載荷加載彈簧、載荷調(diào)整絲杠、載荷調(diào)整螺母、載荷測量傳感器、載荷測量傳感器安裝板、支撐導(dǎo)軌、支撐導(dǎo)軌滑塊、前止推板和后止推板，所述載荷調(diào)整絲杠垂直固定在所述滑塊樣件安裝板的上方，所述載荷調(diào)整螺母連接在所述載荷調(diào)整絲杠上，所述載荷調(diào)整絲杠的頂部設(shè)有與其同軸滑動連接的頂板，所述載荷測量傳感器壓在所述頂板上，所述載荷測量傳感器安裝在所述載荷測量傳感器安裝板上，所述載荷測量傳感器安裝板固定在所述支撐導(dǎo)軌滑塊上，所述支撐導(dǎo)軌滑塊與所述支撐導(dǎo)軌滑動配合，所述支撐導(dǎo)軌固定在所述安裝頂板上，并與所述滾珠絲杠平行，在所述頂板與所述載荷調(diào)整螺母之間夾壓有所述載荷加載彈簧，所述載荷加載彈簧套裝在所述載荷調(diào)整絲杠上，所述載荷測量傳感器安裝板設(shè)有前止推板和后止推板，所述前止推板和所述后止推板分別與所述滑塊樣件安裝板固接； 所述直線度測量模塊包括數(shù)字千分表、第二電機(jī)和第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)，所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)安裝在所述前止推板上，所述數(shù)字千分表與導(dǎo)軌樣件垂直，并與所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)的絲杠螺母固接，所述第二螺旋傳動機(jī)構(gòu)的絲杠由所述第二電機(jī)驅(qū)動； 所述摩擦力測量模塊由拉壓力傳感器構(gòu)成，所述拉壓力傳感器的一端固定在所述滑塊樣件安裝板上，另一端固定在所述滾珠絲杠螺母上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，其特征在于，所述第一電機(jī)采用伺服電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，其特征在于，所述載荷調(diào)整螺母采用雙螺母結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌磨損精度試驗(yàn)臺，其特征在于，所述拉壓力傳感器的一端與所述滾珠絲杠螺母通過絲杠螺母頂板固接。
【文檔編號】G01N3/56GK103776711SQ201410037631
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】譚雁清, 張連洪, 胡亞輝, 徐闖 申請人:天津大學(xué)