[发明专利]一种滚珠丝杠副额定动载荷及寿命试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于机械装置使用寿命测试技术领域，特别是一种滚珠丝杠副额定动载荷及寿命试验装置及方法。

背景技术

由于滚珠丝杠副具有传动效率高、灵敏度高、传动平稳：磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等优点，被广泛用作中小型数控机床的进给传动系统。因而其寿命指标对数控机床的加工性能有很大影响。保证数控机床安全可靠的运行，尽量减少因滚珠丝杠副的故障导致的停机而影响生产，以及预测和延长其维修周期等是当前比较热门的课题。我国与国际先进水平还有较大差距，特别在一些高性能、高精度的高端机床产品方面差距尤为明显。中国作为世界上最大的机床生产国之一，产品精度指标、承载能力指标都达到国际水品，但是如寿命、额定动载荷等与发达国家相比存在一定差距，限制了国产产品在中高档数控机床中的推广应用。因而希望改善滚珠丝杠的结构、材料、表面处理工艺、润滑方式等参数，降低滚道及钢珠的磨损，尽量延长丝杠使用时间，提高机床寿命；同时开发一种快速评价滚珠丝杠额定动载荷及寿命的试验手段，为产品选择提供依据。

目前，国内滚珠丝杠的试验装置多针对丝杠副的综合性能，滚珠丝杠副额定动载及寿命试验装置的研发领域几乎是空白，而某些厂家自行开发的寿命试验机也缺乏模拟各种实际工况的能力，无法模拟实际加载，达不到加载要求。

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额定动载荷及寿命试验装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种滚珠丝杠副额定动载荷及寿命试验装置，包括驱动部件、加载部件、头架支撑部件、工作台部件、尾架支撑部件和床身部件，其中头架支撑部件、工作台部件和尾架支撑部件均位于床身部件上，工作台部件位于头架支撑部件和尾架支撑部件之间，驱动部件和加载部件均位于床身部件的端部；

所述工作台部件包括静态扭矩传感器支架、静态扭矩传感器、扭矩联动件、拉力传感器、工作台、坦克链、伸缩装夹机构、螺母支撑单元、注油器、长光栅读数连接头、滑块、振动传感器和温度传感器；

工作台面包括两个完全一样的工作台，该两个工作台通过拉力传感器轴向连接，每个工作台上均设置伸缩装夹机构和静态扭矩传感器支架，每个静态扭矩传感器支架上均设置静态扭矩传感器，螺母支撑单元的数量为两个，该两个螺母支撑单元分别位于两个工作台上，测静态扭矩时，伸缩装夹机构伸出并夹紧螺母支撑单元，该螺母支撑单元通过与其接触的扭矩联动件将力矩传递到静态扭矩传感器上；每个工作台的底面均设置两个滑块，工作台面的轴向侧面设置振动传感器、温度传感器和长光栅读数连接头，每个工作台的上表面均设置注油器，工作台面的径向侧面设置一个坦克链；

所述尾架支撑部件包括尾架，尾架包括两个相同的装载模块和缓冲垫，所述缓冲垫位于两个装载模块之间并位于尾架的轴向侧面，每个装载模块均包括锥型套筒、组合轴承机构、法兰盘，装载模块的一侧设置法兰盘，装载模块的内部设置锥型套筒，锥型套筒内部设置组合轴承机构，法兰盘与锥型套筒同轴设置；一个组合轴承机构承载被测丝杠的一端,另一个组合轴承机构承载加载丝杠的一端；

所述床身部件包括第一支撑导轨副、第二支撑导轨副、床身、极限位移传感器、极限位移传感器支座、限位开关、光栅尺、防撞器、润滑泵、长光栅读数头，床身的顶面设置两条相互平行的第一支撑导轨副和第二支撑导轨副，两个支撑导轨副之间设置光栅尺，光栅尺与两根支撑导轨副相互平行，光栅尺上设置长光栅读数头，床身的上表面开有平—V导轨和T型槽，二者的延伸方向相互平行，床身的端部两侧均设置防撞器，床身的一侧设置限位开关和极限位移传感器支座，极限位移传感器支座上设置极限位移传感器，床身的另一侧设置润滑泵，工作台面的两个工作台分别通过各自的滑块支撑在床身上表面的两根支撑导轨副上；

驱动部件包括伺服电机、位移调整板、电机底座、同步带轮、同步带，伺服电机输出轴轴端设置同步带轮，该第一同步带轮连接第一同步带，伺服电机底部设置位移调整板，位移调整板底部设置电机底座；

加载部件包括位移调整板、电涡流制动器、联轴器、制动器支架、同步带轮、同步带、平键轴，电涡流制动器输出轴通过联轴器与制动器支架的平键轴连接，平键轴的一端设置第二同步带轮，该第二同步带轮连接第二同步带，电涡流制动器与制动器支架底部设置位移调整板；