[发明专利]滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法

权利要求书

1.一种滚珠丝杠副精度保持性试验装置，其特征在于，包括床身[1]、同步带传动机构[2]、交流伺服电动机[3]、减速器[4]、头架[5]、扭矩传感器[6]、直线导轨[8]、被测丝杠[9]、螺母座[10]、螺母[11]、第一组滑块[12]、推板[13]、尾架[14]、固定板[15]、支撑板[16]、拉压力传感器[17]、挡板[18]、液压缸[20]、第二组滑块[22]、液压缸伸出杆[23]、滑板[26]；

头架[5]固定安装在床身[1]的一端，减速器[4]固定安装在头架[5]上，交流伺服电机[3]固定在减速器[4]的上方，该交流伺服电机[3]的输出轴通过同步带传动机构[2]与减速器[4]的输入轴相连接，该减速器[4]的输出轴通过固连于头架[5]上的扭矩传感器[6]与穿过头架[5]一侧支板的被测滚珠丝杠[9]相连接，该被测滚珠丝杠[9]的另一端置于尾架[14]上的安装孔内并能旋转，该尾架[14]与固定板[15]相固连，该固定板[15]与第二组滑块[22]相固连，所述第二组滑块[22]的数量为两个且分别锁紧在两根导轨[8]上，所述两根导轨[8]固定安装在床身[1]上并与被测滚珠丝杠[9]的轴线平行，螺母[11]穿在被测滚珠丝杠[9]上并与螺母座[10]相固连，该螺母座[10]固定于滑板[26]上，所述滑板[26]与第一组滑块[12]固定连接，所述第一组滑块[12]的数量为两个且分别安装在两根导轨[8]上，所述螺母[11]与滑板[26]在被测滚珠丝杠[9]旋转的驱动下带动第一组滑块[12]一起在导轨[8]上移动；

两个液压缸[20]尾部通过两个拉压力传感器[17]与固连在床身[1]上的挡板[18]固定连接，两个固定安装于床身[1]上的支撑板[12]位于两个液压缸[20]的下方并对该两个液压缸[20]起支撑作用，该两个液压缸[20]的伸缩杆[23]与推板[13]相固连，该推板[13]与滑板[26]相固连，所述液压缸[20]的伸缩杆[23]把平行于被测滚珠丝杠[9]轴线方向的推力或拉力加载到滑板[26]和螺母[11]上。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副精度保持性试验装置，其特征在于，该装置还包括圆光栅[7]、光栅尺安装板[19]、长光栅尺[21]、拖链[24]和光栅尺读数头[25]，所述圆光栅[7]固连在被测滚珠丝杠[9]的轴上并与该被测滚珠丝杠[9]同步旋转，实现对被测滚珠丝杠[9]的旋转角度和旋转速度的检测；光栅尺安装板[19]固定安装于床身[1]上并与两根导轨[8]相平行，长光栅尺[21]固定安装在光栅尺安装板[19]上，与长光栅尺[21]相配套的读数头[25]与滑板[26]相固连且随滑板[26]一起移动，实现对螺母[11]和滑板[26]的轴向位移的检测；所述读数头[25]固连拖链[24]的一端，该读数头[25]的连接电缆置于拖链[24]内，所述拖链[24]的另一端固定于床身[1]上。

3.一种利用权利要求1所述滚珠丝杠副精度保持性试验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1、确定被测滚珠丝杠[9]的型号和精度保持性丧失时的行程误差边界值，设定试验中的交流伺服电机[3]的转速与液压缸[20]的加载力，将被测滚珠丝杠[9]和螺母[11]安装到试验台上，确定尾架[14]的位置并将第二组滑块[22]锁紧在两根导轨[8]上，完成试验前的控制与检测系统的准备工作；

步骤2、控制系统驱动交流伺服电机[3]旋转，从而带动被测滚珠丝杠[9]驱动螺母[11]和滑板[26]一起沿两根导轨[8]来回往复移动，同时控制两个液压缸[20]的加载力达到设定值并保持不变；在此过程中由圆光栅[7]、长光栅尺[21]和读数头[25]对丝杠螺母传动中的行程误差进行动态检测；在检测的行程误差超出其精度保持性丧失的边界值时，确认该被测丝杠[9]已丧失精度保持性；控制系统控制交流伺服电机[3]停转，该被测滚珠丝杠[9]的精度保持性试验完毕；

步骤3、确定该被测丝杠[9]的精度保持性指标，并对其进行变化特性进行分析，打印试验结果。