[實用新型]滾珠絲杠動態特性參數的測試裝置

有效

• 申請號: 201320153028.X
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN203178071U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 何博俠;董香龍;程寓;袁軍堂;胡小秋;汪振華;丁喜合;張明鑫
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本實用新型屬于機床測試領域，具體涉及一種滾珠絲杠動態特性參數的測試裝置，尤其是在滾珠絲杠長度可變、公稱直徑可變、螺母在滾珠絲杠上位置可變以及預拉伸力可調的情況下，該測試裝置能夠對滾珠絲杠副的動態特性參數進行識別和測量。?

背景技術

目前對滾珠絲杠副的研究主要通過其接觸變形來分析它的靜、動態特性。滾珠絲杠副屬于滾動結合面，其動態特性參數在機床進給系統有著重要影響。王丹、王文竹等在《滾珠絲杠副接觸變形影響因素分析》一文中著重討論外載荷以及螺旋升角和接觸角對滾珠絲杠副的靜態特性的影響，并未對滾珠絲杠在實際工作狀況下其長度、公稱直徑以及預拉伸力對滾珠絲杠副動態特性的影響加以考慮，該實用新型裝置充分考慮上述因素，測試原理正確、機構簡單、測試精度高。?

張會端、孫俊玲在《彈性支撐條件下傳動絲杠的橫向振動分析》一文中，分析了軸承剛度以及轉速和預拉伸力對橫向振動頻率和振型的影響，然而，滾珠絲杠在實際工作中主要承受軸向載荷，其軸向的動態特性對進給系統尤為重要，該實用新型裝置可以通過試驗，考慮滾珠絲杠長度、公稱直徑、預拉伸力和螺母與絲杠的位置關系這四個因素對滾珠絲杠副的軸向動態特性和法向動態特性的的影響。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種滾珠絲杠動態特性參數的測試裝置，能夠測量的滾珠絲杠的長度可以在1m～3m的范圍內變動，滾珠絲杠的公稱直徑可以在40mm～80mm的范圍變動，對滾珠絲杠施加的預拉伸力可以在100N～4000N范圍內調節。?

實現本實用新型目的的技術解決方案為：一種滾珠絲杠動態特性參數的測試裝置，包括測試平臺、數據采集器、功率放大器、電荷放大器和計算機，所述測試平臺包括底座試驗臺、滾動導軌、滾動導軌滑塊、左軸承座、右軸承座、電機、梅花聯軸器、滾珠絲杠、螺母、螺母座、工作臺、支架、軸向預拉伸調節裝置、激振器、彈性繩、至少一個壓電式加速度傳感器、阻抗頭；所述軸向預拉伸調節裝置包括左端鎖緊螺母、右端鎖緊螺母、左端支撐軸承組、右端支撐軸承組。?

兩根滾動導軌通過楔形塊平行地固定在底座試驗臺的導軌安裝面上，所述滾動導軌上方分別設有兩個滾動導軌滑塊，滾動導軌滑塊上設有工作臺，工作臺底部中間連接螺母座，滾珠絲杠、螺母、螺母座、左端支撐軸承組、右端支撐軸承組調整同軸心后，螺母與螺母座采取端面定位方式，通過螺母座軸向端面平均分布的六個螺栓保證滾珠絲杠和螺母在重復裝卸時的定位精度，該種裝配方法簡便易行，而且大大縮減成本，螺母中間貫穿有滾珠絲杠，滾珠絲杠左端軸肩和右端軸肩分別與左端支撐軸承組和右端支撐軸承組過盈配合，所述左端支撐軸承組和右端支撐軸承組分別置于左軸承座和右軸承座內，右軸承座通過螺栓固定在底座試驗臺右端，所述左軸承座通過底座試驗臺上加工的T形槽軸向滑動，左軸承座的安裝位置可以在距右軸承座1m～3m的范圍內進行調節。右端支撐軸承組與滾珠絲杠右端軸肩過盈配合，右端支撐軸承組的兩個軸承面對面布置，靠內軸套連接，右端支撐軸承組通過右軸承座、滾珠絲杠右端軸肩、端蓋、內軸套和右鎖緊螺母完全固定，端蓋通過螺栓固定在右軸承座的右端面上，所述右端鎖緊螺母旋緊在滾珠絲杠的右端軸肩端部；左端支撐軸承組與滾珠絲杠左端軸肩過盈配合，左端支撐軸承組的兩個軸承采用背對背布置，靠外軸套連接，左端支撐軸承組通過左軸承座和內軸套以及左端鎖緊螺母頂緊，所述左端鎖緊螺母旋緊在滾珠絲杠的左端軸肩端部，通過改變左端鎖緊螺母的旋緊量來改變預拉伸力。右軸承座一端設有電機安裝架，所述電機安裝架內部設有梅花聯軸器，所述梅花聯軸器兩端分別與滾珠絲杠和電機相連；激振器通過彈性繩懸掛在支架上，激振器前端設置阻抗頭，阻抗頭另一端吸附在工作臺上；壓電式加速度傳感器通過磁頭吸附在預先建模確定的各測試點上；阻抗頭的力信號輸出端和壓電式加速度傳感器輸出端分別與電荷放大器的輸入端相連，電荷放大器輸出端與數據采集器輸入端c相連，數據采集器通過USB數據線與電子計算機相連，數據采集器的輸出端d與功率放大器的輸入端相連，功率放大器的輸出端e與激振器的輸入端相連。?

軸向激振時，對工作臺激振，將激振力分離到滾珠絲杠軸的中心上，識別滾珠絲杠副的動態特性參數。工作臺的左右兩側分別設置四個壓電式加速度傳感器，滾珠絲杠兩個軸端分別設置一個壓電式加速度傳感器，再在底座試驗臺上安放四個壓電式加速度傳感器來消除基礎位移對試驗的影響。?

一種滾珠絲杠動態特性參數的測試裝置的安裝調試方法，包括以下步驟：?