[发明专利]一种滚珠丝杠副额定静载荷测试系统及方法

权利要求书

1.一种滚珠丝杠副额定静载荷测试系统，其特征在于，包括施力装置(1)、压力传感器(2)、丝杠防转装置(3)、待测滚珠丝杠副(4)、位移测量装置(5)和支撑固定装置(6)；

支撑固定装置(6)的上方设置位移测量装置(5)，待测滚珠丝杠副(4)垂直贯穿位移测量装置(5)和支撑固定装置(6)，待测滚珠丝杠副(4)同时位于位移测量装置(5)和支撑固定装置(6)的轴心，待测滚珠丝杠副(4)的顶部伸出端设置丝杠防转装置(3)，丝杠防转装置(3)的上方设置压力传感器(2)，压力传感器(2)的上方设置施力装置(1)。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副额定静载荷测试系统，其特征在于，位移测量装置(5)包括3个接触式位移传感器，该3个接触式位移传感器呈120°均匀分布。

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副额定静载荷测试系统，其特征在于，支撑固定装置(6)通过螺钉与待测滚珠丝杠副(4)的螺母连接。

4.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副额定静载荷测试系统，其特征在于，压力传感器(2)通过螺钉与施力装置(1)连接。

5.一种利用权利要求1所述测试系统的滚珠丝杠副额定静载荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定施力装置(1)施加载荷设定值的初始值和步进值；确定总轴向变形量△l的初始值为0；确定测试次数i的初始值为1；

步骤2、施力装置(1)向下施加压力产生轴向力，通过压力传感器(2)读取轴向力数值，当轴向力达到施加载荷设定值时，进行压力卸载，通过位移测量装置(5)读取的数值求取该次压力卸载完成后滚珠丝杠副的轴向变形量；将该次求取的轴向变形量与总轴向变形量进行累加，用累加后的轴向变形量更新总轴向变形量；

步骤3、将步骤2中更新后的总轴向变形量与额定静载荷允许最大变形量进行比较，判断施加载荷是否达到额定静载荷，如果达到则停止测试，否则对施加载荷设定值增加一个步进值，更新施加载荷设定值，并更新测试次数i＝i+1，返回步骤2；

步骤4、对测试过程中不断更新的施加载荷设定值进行数据处理，获取额定静载荷测试值。

6.根据权利要求5所述的滚珠丝杠副额定静载荷测试方法，其特征在于，步骤1确定施力装置(1)施加载荷设定值的初始值和步进值，是以国际标准ISO 3408-5中滚珠丝杠副额定静载荷计算公式所得的标称额定静载荷值为参考值，取所述参考值的10％为施加载荷设定值的初始值，表示为：10％C_oa，取参考值的10％为施加载荷设定值的步进值，表示为10％C_oa；其中，ISO 3408-5中滚珠丝杠副额定静载荷计算公式为：

式中，C_oa为滚珠丝杠副标称额定静载荷，D_pw为节圆直径，f_rs为滚珠丝杠滚道的适应度，α为接触角，D_w为滚珠直径，为导程角，z为滚珠承载个数。

7.根据权利要求5所述的滚珠丝杠副额定静载荷测试方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：

步骤2-1、施力装置(1)向下施加压力产生轴向力，直至压力传感器(2)读取的轴向力数值达到施加载荷设定值；

步骤2-2、对施力装置(1)进行压力卸载；

步骤2-3、根据位移测量装置的记录值，计算位移测量装置记录的初始值l₁与步骤2-2压力卸载完成后位移测量装置记录的最终值l₂的差值，获取该次压力卸载完成后滚珠丝杠副的轴向变形量：

△l_i＝|l₁-l₂|

式中，i为测试次数，△l_i为第i次测试后滚珠丝杠副的轴向变形量；

步骤2-4、将步骤2-3求取的轴向变形量与总轴向变形量进行累加，更新总轴向变形量：

△l＝△l+△l_i。