[實(shí)用新型]基于材料試驗(yàn)機(jī)的滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020633122.1
• 申請(qǐng)日: 2010-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN202024931U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯文成;王潔璐;陳晶晶;李東君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04;G01N3/40
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于剛度測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及滾珠絲杠副的軸向靜剛度測試技術(shù)，用于在材料試驗(yàn)機(jī)測量滾珠絲杠副的軸向靜剛度性能指標(biāo)。?

背景技術(shù)

軸向靜剛度R定義為抵抗軸向變形的能力(單位變形量所需的載荷)，它表示了在軸向力作用下，在軸向產(chǎn)生變形量Δl為1μm時(shí)所需的軸向力ΔF(ΔF的單位：N)。綜上滾珠絲杠副軸向靜剛度測試涉及兩道關(guān)鍵技術(shù)，即軸向力的施加和軸向變形的測試。但是，由于滾珠絲杠副實(shí)際工作中載荷方向在軸向，且變形量在微米級(jí)，這些給滾珠絲杠副軸向靜剛度的測試帶來困難。NSK公司采用一對(duì)同步驅(qū)動(dòng)的精密滾珠絲杠副來加載于20世紀(jì)90年代研制出滾珠絲杠副軸向接觸剛度測量機(jī)；國內(nèi)，山東建筑大學(xué)2008年開始嘗試設(shè)計(jì)專用液壓系統(tǒng)進(jìn)行軸向加載，通過對(duì)測力傳感器和位移傳感器信號(hào)的采集和處理進(jìn)行滾珠絲杠副軸向靜剛度的檢測，該裝置需要借用額外的液壓裝置加壓和T型導(dǎo)軌來控制絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)只能對(duì)絲杠加壓，加載形式單一，花費(fèi)較大，技術(shù)手段亦處于不成熟階段。因此，更快速，便捷，低成本的軸向靜剛度測試裝置，可以為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，為剛度特性的研究帶來方便，在實(shí)際應(yīng)用中具有重大意義。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種在現(xiàn)有材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行滾珠絲杠副軸向靜剛度測試的基于材料試驗(yàn)機(jī)的滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具，本實(shí)用新型減小滾珠絲杠副軸向靜剛度測試的成本，提高測試精度，具有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。?

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：?

一種基于材料試驗(yàn)機(jī)的滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具，包括：上拉塊，在上拉塊上設(shè)有至少2根拉桿，且拉桿的一端與上拉塊連接，在拉桿的另一端上連接有壓塊，在所述壓塊上設(shè)有供待測滾珠絲杠通過的內(nèi)孔，所述壓塊的上端為圓倒角，在所述壓塊上設(shè)有調(diào)節(jié)塊，在調(diào)節(jié)塊上設(shè)有供待測滾珠絲杠通過的內(nèi)孔，所述內(nèi)孔的下部為錐孔且錐孔與壓塊的圓倒角相互接觸，在調(diào)節(jié)塊上設(shè)有用于連?接待測滾珠絲杠的螺母。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：?

(1)精度高。由于加工和裝配中存在誤差，所以直接通過壓塊對(duì)待測滾珠絲杠副施力并不能保證施力方向與滾珠絲杠的軸線方向一致，本實(shí)用新型利用壓塊上的圓倒角及調(diào)節(jié)塊的錐孔向待測滾珠絲杠副實(shí)施軸向拉力，起到了在加壓過程中自動(dòng)調(diào)心的作用，能夠保證施力方向與滾珠絲杠軸線方向一致，使得測試夾具的精度提高。?

(2)防轉(zhuǎn)。對(duì)于滾珠絲杠副軸向靜剛度測試實(shí)驗(yàn)，滾珠絲杠副的防轉(zhuǎn)問題是關(guān)鍵，本實(shí)用新型利用三根拉桿，穿過螺母，并連接加壓機(jī)構(gòu)，起到了防轉(zhuǎn)，導(dǎo)向的作用。?

(3)可實(shí)現(xiàn)兩種測量方式。關(guān)于滾珠絲杠副軸向靜剛度的測試有兩種測量方法：測量螺母相對(duì)于絲杠的彈性變形和測量絲杠相對(duì)于螺母的彈性變形，本實(shí)用新型可以通過正反兩種安裝方式實(shí)現(xiàn)這兩種測量方式。?

附圖說明

圖1是滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具設(shè)計(jì)圖。?

圖2是滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具局部視圖。?

圖3是滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具裝配圖。?

圖4是表夾主視圖。?

圖5是表夾輔助視圖。?

具體實(shí)施方式

一種基于材料試驗(yàn)機(jī)的滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具，包括：上拉塊5，在上拉塊5上設(shè)有至少2根拉桿6，且拉桿6的一端與上拉塊5連接，在拉桿6的另一端上連接有壓塊9，在所述壓塊9上設(shè)有供待測滾珠絲杠通過的內(nèi)孔，所述壓塊9的上端為圓倒角，在所述壓塊9上設(shè)有調(diào)節(jié)塊8，在調(diào)節(jié)塊8上設(shè)有供待測滾珠絲杠通過的內(nèi)孔，所述內(nèi)孔的下部為錐孔且錐孔與壓塊9的圓倒角相互接觸，在調(diào)節(jié)塊8上設(shè)有用于連接待測滾珠絲杠的螺母7，在本實(shí)施例中，在上拉塊5上設(shè)有3根拉桿6。?

測量方法如下：?

采用本夾具進(jìn)行滾珠絲杠副軸向靜剛度的測量方法，包括以下步驟：?

(1)選取實(shí)驗(yàn)用滾珠絲杠副，并對(duì)選取的樣件進(jìn)行修整；?

(2)夾具的裝配，夾具的上、下端通過圓柱鋼連接，先把圓柱鋼穿過螺母法蘭，再用雙頭螺母分別與夾具上夾頭和夾具壓塊連接，注意在鎖緊前需要先把鋪墊裝放置在中間；?

(3)安裝位移傳感器；?

(4)在材料試驗(yàn)機(jī)的力加載系統(tǒng)中，編寫程序，實(shí)現(xiàn)不同力的階梯形加載?

(5)由軸向微變形測量系統(tǒng)測量不同加載力情況下軸向位移的變化量；?

(6)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算樣件的軸向靜剛度。?

結(jié)論：?

利用該夾具能夠?qū)崿F(xiàn)在材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行滾珠絲杠副軸向靜剛度的測試，通過調(diào)節(jié)塊-壓塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸向載荷的平衡施加，三根圓柱鋼的運(yùn)用可有效的防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，保證位移傳感器測量出的結(jié)果是滾珠絲杠副在外加作用力下的彈性位移。通過改變便攜式電感測微儀的位置，不僅能測量螺母相對(duì)于絲杠的變形量，也可以分別測量螺母和絲杠自身的變形量，為后續(xù)研究提供有力的數(shù)據(jù)支撐。夾具的各分立部分采用雙頭螺母連接，整體設(shè)計(jì)拆裝方便。?