[发明专利]滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于检测技术领域，特别是一种滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法。

背景技术

滚珠丝杠副主要由滚珠丝杠、滚珠和滚珠螺母组成，用来把电机的回转运动转化为所需的直线运动。滚珠丝杠副具有运动精度高，摩擦力小，无侧隙、刚性高、将回转运动与直线运动相互转化的可逆性高，效率高等优点，是机床常用的运动部件，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠副精度保持性：是指滚珠丝杠副工作过程中保持原有精度指标的能力。滚珠丝杠副的精度保持性主要取决于耐磨性、预紧力和尺寸稳定性。耐磨性与滚珠丝杠副的材料匹配、受力、加工精度、润滑方式和安装方式等因素有关。滚珠丝杠的精度保持性对机床加工精度、寿命都有着直接影响。精度保持性低的滚珠丝杠副，机床使用一定时间后，滚道及钢珠会磨损,预紧力释放，并伴随滚动体疲劳点蚀，产生间隙误差，导致轴向跳动超差，影响了机床的加工精度。

目前，国内滚珠丝杠副相关生产厂家已开发了对滚珠丝杠副的精度进行检测的装置，但无法对加载条件下的滚珠丝杠副精度保持性进行试验与检测。对滚珠丝杠副精度保持性多采用理论计算，非常需要试验与检测数据的支撑。从掌握滚珠丝杠副产品精度保持性的具体指标、提高产品使用寿命的竞争力出发，国内相关生产厂家非常需要开发专用的滚珠丝杠副精度保持性试验与检测装置，能在模拟其所受外加载荷和实际工况的情况下了解不同滚珠丝杠副的精度保持性。通过文献检索和资料信息收集，尚未找到对滚珠丝杠副精度保持性进行试验与检测的专用装置。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种滚珠丝杠副精度保持性试验装置，包括床身、同步带传动机构、交流伺服电动机、减速器、头架、扭矩传感器、直线导轨、被测丝杠、螺母座、螺母、第一组滑块、推板、尾架、固定板、支撑板、拉压力传感器、挡板、液压缸、第二组滑块、液压缸伸出杆、滑板；

头架固定安装在床身的一端，减速器固定安装在头架上，交流伺服电机固定在减速器的上方，该交流伺服电机的输出轴通过同步带传动机构与减速器的输入轴相连接，该减速器的输出轴通过固连于头架上的扭矩传感器与穿过头架一侧支板的被测滚珠丝杠相连接，该被测滚珠丝杠的另一端置于尾架上的安装孔内并能旋转，该尾架与固定板相固连，该固定板与第二组滑块相固连，所述第二组滑块的数量为两个且分别锁紧在两根导轨上，所述两根导轨固定安装在床身上并与被测滚珠丝杠的轴线平行，螺母穿在被测滚珠丝杠上并与螺母座相固连，该螺母座固定于滑板上，所述滑板与第一组滑块固定连接，所述第一组滑块的数量为两个且分别安装在两根导轨上，所述螺母与滑板在被测滚珠丝杠旋转的驱动下带动第一组滑块一起在导轨上移动；

两个液压缸尾部通过两个拉压力传感器与固连在床身上的挡板固定连接，两个固定安装于床身上的支撑板位于两个液压缸的下方并对该两个液压缸起支撑作用，该两个液压缸的伸缩杆与推板相固连，该推板与滑板相固连，所述液压缸的伸缩杆把平行于被测滚珠丝杠轴线方向的推力或拉力加载到滑板和螺母上。

一种利用上述滚珠丝杠副精度保持性试验装置的实验方法，包括以下步骤；

步骤1、确定被测滚珠丝杠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的转速与液压缸的加载力，将被测滚珠丝杠和螺母安装到试验台上，确定尾架的位置并将第二组滑块锁紧在两根导轨上，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旋转，从而带动被测滚珠丝杠驱动螺母和滑板一起沿两根导轨来回往复移动，同时控制两个液压缸的加载力达到设定值并保持不变；在此过程中由圆光栅、长光栅尺和读数头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，确认该被测丝杠已丧失精度保持性；控制系统控制交流伺服电机停转，该被测滚珠丝杠的精度保持性试验完毕；

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

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明的装置可对滚珠丝杠副精度保持性进行试验与检测，操作与检测方便，检测结果可靠； 2）本发明的装置中的加载力通过伺服液压缸来实现，加载力调节方便；3）本发明试验装置结构简单可靠，可对滚珠丝杠副在模拟加载条件下的精度变化特性和精度保持性指标进行动态测量，具有很好的市场前景。

 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明