[實(shí)用新型]絲杠效率測(cè)試臺(tái)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020254002.0
• 申請(qǐng)日: 2010-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN201885842U
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊增選;張學(xué)東;陳偉;王輝;張梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西新泰航空技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01L3/26
• 分類號(hào): G01L3/26;G01L3/24
• 代理公司: 西安集思得知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61210
• 代理人: 張晉吉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試裝置，具體地說(shuō)是一種測(cè)試螺旋絲杠機(jī)械效率的裝置。

背景技術(shù)

螺旋絲杠的傳動(dòng)主要靠螺桿和螺母完成，其原理是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將扭矩轉(zhuǎn)換為拉力或推力。螺旋絲杠按用途分有：傳力絲杠、傳導(dǎo)絲杠和調(diào)整絲杠。

對(duì)于以傳力為主的傳力絲杠，其主要的動(dòng)力性能指標(biāo)是機(jī)械效率。機(jī)械效率高，說(shuō)明螺旋副的摩擦磨損小、功耗低、能量利用率高、絲杠壽命長(zhǎng)。

絲杠機(jī)械效率測(cè)試屬于專用測(cè)試設(shè)備，國(guó)內(nèi)外一直都沒有定型的產(chǎn)品，也沒有專門的廠家生產(chǎn)，由于使用類似設(shè)備的行業(yè)和用戶較少，通常都是用戶自制自用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)目前沒有絲杠效率測(cè)試定型設(shè)備的問(wèn)題，提供一種誤差小，適用面廣，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可手動(dòng)也可自動(dòng)測(cè)試的絲杠效率測(cè)試臺(tái)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：由控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、負(fù)載、保護(hù)及機(jī)座六大部分組成。

控制部分包括：電機(jī)磁力起動(dòng)器、電機(jī)方向控制器。電機(jī)方向控制器和電機(jī)磁力起動(dòng)器通過(guò)電纜連接。

驅(qū)動(dòng)部分包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、無(wú)級(jí)變速器、十字滑塊聯(lián)軸器、三參數(shù)傳感器、萬(wàn)向聯(lián)軸器。其連接關(guān)系為：驅(qū)動(dòng)電機(jī)→無(wú)級(jí)變速器→十字滑塊聯(lián)軸器→三參數(shù)傳感器→萬(wàn)向聯(lián)軸器。

測(cè)量部分包括：三參數(shù)傳感器、三參數(shù)測(cè)量?jī)x；兩者之間通過(guò)測(cè)試電纜連接。

負(fù)載部分包括：線性滾珠導(dǎo)軌滑車、絲杠螺母適配器、油缸、油壓調(diào)節(jié)閥、油箱、壓力表、卸荷閥、油杯。其連接關(guān)系為：絲杠螺母適配器固定在線性滾珠導(dǎo)軌滑車上，滑車通過(guò)移動(dòng)副與線性滾珠導(dǎo)軌連接，線性滾珠導(dǎo)軌固定在T形槽鑄鐵平臺(tái)上，油缸的活塞桿通過(guò)球面軸承鉸接在線性滾珠導(dǎo)軌滑車上，油缸固定在T形槽鑄鐵平臺(tái)上，油壓調(diào)節(jié)閥、油箱、壓力表、卸荷閥、油杯通過(guò)液壓油管連接并固定在T形槽鑄鐵平臺(tái)上。

保護(hù)部分包括：安全銷、行程限位開關(guān)。用于保護(hù)絲杠的安全銷安裝在萬(wàn)向聯(lián)軸器前端，行程限位開關(guān)通過(guò)電纜與電機(jī)磁力起動(dòng)器連接并固定在T形槽鑄鐵平臺(tái)上。

機(jī)座部分：T形槽鑄鐵平臺(tái)。

本實(shí)用新型的動(dòng)力傳遞關(guān)系是：驅(qū)動(dòng)電機(jī)→無(wú)級(jí)變速器→十字滑塊聯(lián)軸器→三參數(shù)傳感器→萬(wàn)向聯(lián)軸器→被測(cè)絲杠→絲杠螺母→絲杠螺母適配器→線性滾珠導(dǎo)軌滑車。

本實(shí)用新型的負(fù)載阻力傳遞關(guān)系是：油缸→線性滾珠導(dǎo)軌滑車。

動(dòng)力和負(fù)載阻力在線性滾珠導(dǎo)軌滑車上達(dá)到平衡后，線性滾珠導(dǎo)軌滑車將勻速沿線性滾珠導(dǎo)軌移動(dòng)。

本實(shí)用新型的工作原理是：

機(jī)械效率：一部機(jī)器或裝置，設(shè)輸入功為A1(或功率為P1，)輸出功為A2(或功率為P2，)則其機(jī)械效率為η＝A2/A1＝P2/P1，任何一部機(jī)器或裝置只要有能量的輸入和輸出，都可以用效率來(lái)評(píng)定其能量轉(zhuǎn)換程度的高低。

絲杠效率：絲杠是一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置，其輸入端為絲杠，輸入的機(jī)械量為作用在絲杠上的扭矩T(Nm)及角速度ω(rad/s)。輸出端為螺母，輸出的機(jī)械量為螺母的軸向線性推力或拉力Q(N)及線性移動(dòng)速度V(m/s)。按照機(jī)械效率定義，絲杠效率為：

η＝A2/A1＝P2/P1＝QV/(T?ω)???????????????(1)

按(1)式原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)需要測(cè)量出四個(gè)參數(shù)：T、ω、Q、V，試驗(yàn)臺(tái)太復(fù)雜。

本實(shí)用新型的技術(shù)原理：取絲杠旋轉(zhuǎn)一圈為單位時(shí)間Δt，當(dāng)絲杠勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在單位時(shí)間Δt內(nèi)，絲杠的輸入功率為P1＝2πT/Δt，輸出功率為P2＝QS/Δt，則絲杠效率為：

η＝P2/P1＝QS/(2πT)

上式中：S(m)為絲杠的導(dǎo)程，即絲杠每旋轉(zhuǎn)一圈螺母沿絲杠移動(dòng)的距離，如果絲杠的螺距(相鄰螺旋線的軸向距離)為t(m)，螺旋線頭數(shù)為N，則S＝Nt，引入了絲杠導(dǎo)程和螺距后絲杠效率為：

η＝P2/P1＝QS/(2πT)＝QNt/(2πT)＝KQ/T????(2)

上式中：系數(shù)K＝Nt/(2π)，K是一個(gè)只與絲杠結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的系數(shù)。

從(2)式可知：絲杠的效率只與絲杠本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)N和t以及輸入扭矩T和輸出軸向線性推力或拉力Q有關(guān)，而與其工作時(shí)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。但是絲杠機(jī)械效率是絲杠的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)，測(cè)試時(shí)必須在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行，通常取絲杠的工作轉(zhuǎn)速為測(cè)試轉(zhuǎn)速。

按(2)式原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)只需要測(cè)量出兩個(gè)參數(shù)T和Q，試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)單多了。

從上述分析可知，絲杠試效率驗(yàn)臺(tái)只需滿足以下要求即可：

①能加載軸向負(fù)載Q

②能輸入扭矩T(在一定轉(zhuǎn)n速下)

③能測(cè)量軸向負(fù)載Q，轉(zhuǎn)速n，扭矩T三個(gè)參數(shù)