[發明專利]滾珠絲杠副結合面軸向動態參數測試裝置

有效

• 申請號: 201410236141.3
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104006953B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 朱堅民;張統超;王健;李記崗;戰漢;王海迪;徐友法;黃春燕
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/14
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所31259
• 代理人: 張群峰

1.一種滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數測試裝置，其中滾珠絲杠副包括滾珠絲杠和與滾珠絲杠接合的絲杠螺母，該測試裝置包括：

試驗臺；

固定安裝在試驗臺上的滾珠絲杠副支撐組件，構造成不可轉動且僅可軸向微動地水平支撐待測試滾珠絲杠，并且構造成使滾珠絲杠上接合的絲杠螺母被固定支撐在試驗臺上；

具有激振桿的激振組件，固定安裝在試驗臺上，其中激振組件的激振桿與待測試滾珠絲杠同軸且鄰近設置，激振組件通過激振桿對待測試滾珠絲杠施加軸向正弦激振力；

軸向載荷施加裝置，用于對待測試滾珠絲杠的遠離激振桿的一端施加預定軸向載荷；

激振力傳感器，與激振組件的激振桿相連，用于檢測激振桿施加在待測試滾珠絲杠上的軸向激振力；以及

滾珠絲杠位移傳感器，固定安裝在試驗臺上，用于檢測滾珠絲杠的軸向振動位移。

2.根據權利要求1所述的測試裝置，其中滾珠絲杠副支撐組件包括：

鄰近激振組件的激振桿設置的第一軸承座；

遠離激振組件的激振桿設置的第二軸承座；以及

位于第一軸承座和第二軸承座之間且與之同軸設置的絲杠螺母座，

其中待測試滾珠絲杠分別穿過第一軸承座、絲杠螺母座和第二軸承座，且待測試滾珠絲杠副的絲杠螺母被固定在絲杠螺母座上。

3.根據權利要求2所述的測試裝置，其中第一軸承座具有用于支撐待測試滾珠絲杠的深溝球軸承和用于限制深溝球軸承微量軸向移動的限位機構。

4.根據權利要求2所述的測試裝置，其中第二軸承座具有用于支撐待測試滾珠絲杠的一對角接觸軸承，載荷施加裝置具有蝶形彈簧和壓力調整螺母，其中所述一對角接觸軸承、蝶形彈簧和壓力調整螺母依次套設在待測試滾珠絲杠上，并且通過壓力調整螺母與待測試滾珠絲杠的螺紋接合深度，能夠調整蝶形彈簧施加在待測試滾珠絲杠上的軸向載荷。

5.根據權利要求4所述的測試裝置，其中第二軸承座中還設置有圓板式壓力傳感器，套設在待測試滾珠絲杠上并位于蝶形彈簧和壓力調整螺母之間。

6.根據權利要求1所述的測試裝置，其中試驗臺上設有至少一個縱向固定槽，激振組件和滾珠絲杠副支撐組件均通過在所述至少一個縱向固定槽可左右移動的螺栓固定在試驗臺上，以便于調節激振組件和滾珠絲杠副支撐組件相對于試驗臺的固定位置。

7.根據權利要求1所述的測試裝置，還包括數據采集設備和計算機，其中數據采集設備分別與激振力傳感器和滾珠絲杠位移傳感器相連，并將所采集的傳感器檢測數據傳送給計算機，計算機基于激振力傳感器所檢測的正弦激振力信號的幅值F₀、滾珠絲杠位移傳感器所檢測的滾珠絲杠位移的幅值U_test、激振組件所施加的正弦激振力的已知頻率f、絲杠螺母支撐點與深溝球軸承支撐點的測量距離l₁以及絲杠螺母支撐點與一對角接觸軸承支撐點的測量距離l₂計算絲杠螺母與滾珠絲杠結合面處的軸向剛度k_a和阻尼c_a。

8.一種利用根據權利要求1所述的測試裝置來測試待測試滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數的方法，包括：

步驟一：將待測試滾珠絲杠由滾珠絲杠副支撐組件支撐，使得待測試滾珠絲杠不可轉動且僅可軸向微動，且使滾珠絲杠副的絲杠螺母被固定支撐在試驗臺上；

步驟二：通過軸向載荷施加裝置對待測試滾珠絲杠遠離激振桿的一端施加預定軸向載荷F_a；

步驟三：測量絲杠螺母支撐點與深溝球軸承支撐點的距離l₁和絲杠螺母支撐點與一對角接觸軸承支撐點的測量距離l₂；

步驟四：通過具有激振桿的激振組件對待測試滾珠絲杠施加頻率f的軸向正弦激振力；

步驟五：通過激振力傳感器檢測激振桿施加在待測試滾珠絲杠上的正弦激振力的幅值F₀；并通過滾珠絲杠位移傳感器檢測滾珠絲杠在軸向激振力的作用下產生的軸向振動位移的幅值U_test；

步驟六：計算得出在軸向外載荷F_a作用下滾珠絲杠副結合面的軸向剛度k_a和阻尼c_a。