[發明專利]快速簡便測量滾珠絲杠摩擦力的測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201210513770.7
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103017962A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 姚振強;徐正松;許勝;沈洪
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及機械工程中機械測試技術領域，具體是一種快速簡便測量滾珠絲杠摩擦力的測量裝置及測量方法。

背景技術

滾珠絲杠副是一種螺旋傳動元件，具有定位精度高，摩擦力小，傳動效率高等優點，是數控機床進給系統的關鍵部件。

傳統的測試裝置主要包括驅動部分、傳動部分和測量部分，結構復雜，干擾過多。而滾珠絲杠滾珠與滾道摩擦力非常小，一般為負載的千分之一，非常容易淹沒在復雜的測試環境中，提取困難。同時傳統測量裝置設備利用率低，成本高。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種快速簡便測量滾珠絲杠摩擦力的測量裝置及測量方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種快速簡便測量滾珠絲杠摩擦力的測量裝置，包括高速攝影機機構、絲桿釋放機構以及測量機構，其中，所述絲杠釋放機構包括支撐架、支架外殼、夾具和絲杠托持釋放結構，所述支架外殼固定在支撐架上，所述夾具固定在支架外殼上，所述絲杠托持釋放結構的一端固定在支架外殼上，其另一端用于托持滾珠絲杠，所述測量機構懸掛在滾珠絲杠附近，所述高速攝影機機構安裝在測量機構正對面。

所述夾具整體為T型，包括T型塊，所述滾珠絲杠固定在T型塊上。

所述支撐架為三腳支撐架。

所述絲杠釋放機構還包括防沖撞柔性接盤，所述防沖撞柔性接盤設置在滾珠絲杠的正下方。

所述高速攝影機機構包括高速攝影機和三腳架，所述高速攝影機通過三腳架穩固放置。

所述測量機構包括豎直標尺和螺旋標尺。

一種利用快速簡便測量滾珠絲杠摩擦力的測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

步驟一，滾珠絲杠自由懸掛，其下端與絲杠釋放機構接觸，打開絲杠釋放機構，切斷懸掛繩，滾珠絲杠做自由落體運動，落入防沖撞柔性接盤中；

步驟二，高速攝影機拍攝下滾珠絲杠的下落過程，標定當地重力加速度；

步驟三，摩擦力計算，包括以下子步驟：

第一步，將滾珠絲杠螺母固定在T型塊上，絲杠由四桿釋放機構托持；打開絲杠釋放機構，絲杠螺旋下降；

第二步，高速攝影機拍攝下滾珠絲杠的旋轉下降過程，豎直標尺和螺旋標尺計算出絲杠豎直下落速度和旋轉速度，再利用動能定理計算摩擦力。

所述步驟一中，標定當地重力加速度的方法為，利用動量定理Δmv＝mgt，標定當地重力加速度

所述步驟三第二步中，利用動能定理或者動量定理計算出摩擦力的計算過程為：f=mg·sinγ-ΔE·sinγh,]]>或者，

f=mg(t2-t1)-m(v2-v1)(t2-t1)sinγ]]>

其中：

f為摩擦力；

mg為滾珠絲桿重量；

γ為滾珠絲杠螺旋升角；

ΔE為動能增量；