[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

技術領域

本發明涉及一種機械結合面動態特性參數測試裝置及其測試方法，特別是一種滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數測試裝置及其測試方法。?

背景技術

數控機床是一種典型的機電耦合系統，結構非常復雜，機床是由許多零部件按一定要求組裝起來的，零部件之間相互聯接的表面稱為結合面，機床存在大量的機械結合面。?

結合面的存在破壞了機床結構的連續性，增加了機床理論建模問題的復雜性。結合面的接觸剛度和接觸阻尼是機床整機剛度和阻尼的重要組成成分，研究表明：機床靜剛度的30％-50％決定于結合面的剛度，機床阻尼的90％以上來源于結合面，機床上出現的振動問題有60％以上源自結合面。因此，結合面的動態特性參數(接觸剛度和接觸阻尼)對機床的靜、動態特性具有重要影響。?

滾珠絲杠副是工具機和精密機械上常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成直線運動，或將扭矩轉換成軸向作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。滾珠絲杠副結合面的動態特性參數是數控機床進給系統理論建模、動態特性優化和伺服控制系統設計中的關鍵參數，因此，發明一種結構簡單、原理正確、測試精度高的滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數測試裝置及其測試方法，具有重要的科學研究意義和實際應用價值。?

雖然現有專利：申請號為CN201210574911.6、申請日為2012年12月26日、發明名稱為：一種滾珠絲杠副軸向靜剛度臥式測量裝置及其方法，該專利實現了滾珠絲杠副軸向靜剛度的測量；申請號為CN201210457121.X、申請日為2012年11月14日、發明名稱為：一種滾珠絲杠副軸向靜剛度測量裝置及其方法，該專利實現了滾珠絲杠副軸向靜剛度的測量；申請號為CN201010565577.9、申請日為2010年11月30日、發明名稱為基于材料試驗機的滾珠絲杠副軸向靜剛度測試夾具，該專利實現了滾珠絲杠副軸向靜剛度的測量。上述裝置和方法都實現了滾珠絲杠副軸向靜剛度的測量，但是不能測量滾珠絲杠副結合面的軸向動態特性?參數。?

申請號為CN201010298969.3、申請日為2010年9月29日、發明名稱為：一種滾動導軌結合面動態特性參數識別系統及識別方法，該專利實現了不同規格、型號的滾動導軌在不同預壓力狀態下的結合面動態特性參數的識別；申請號為CN201110143005.6、申請日為2011年5月30日、發明名稱為：一種測試結合面法向動態特性的裝置，該專利實現了栓接結合部法向剛度和阻尼參數的識別；申請號為CN201010559309.6、申請日為2010年11月25日、發明名稱為：固定結合面動態特性參數測試裝置及其測試方法，該專利實現了固定結合面法向和切向動態特性參數的測試；申請號為CN201310024031.6、申請日為2013年1月23日、發明名稱為：軸承動態特性參數測試裝置，該專利實現了角接觸軸承結合面在不同工況載荷下動態特性參數的測試。上述裝置和方法實現了滾動導軌結合面、栓接固定結合面和軸承等結合面動態特性參數的測試，但現有技術都沒有滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數的測試裝置或測試方法。?

發明內容

(一)要解決的技術問題?

本發明的一個目的是提供一種滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數測試裝置，能夠實現不同型號的滾珠絲杠副在不同軸向外載荷條件下結合面動態特性參數的測試，進而得出軸向外載荷對滾珠絲杠副結合面動態特性參數的影響規律，并為滾珠絲杠進給系統的理論建模、動態特性優化和伺服控制系統的設計提供準確的接合面參數。?

本發明的另一目的是提供一種利用上述測試裝置測試滾珠絲杠副結合面軸向動態特性參數的方法。?

(二)技術方案?

為了解決上述技術問題，本發明提供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?