[發明專利]一種滾珠絲杠副額定靜載荷測試系統及方法

在審

• 申請號: 201810359909.4
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108896297A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 周長光;周華西;王曉藝;歐屹;馮虎田
• 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: 馬魯晉

1.一種滾珠絲杠副額定靜載荷測試系統，其特征在于，包括施力裝置(1)、壓力傳感器(2)、絲杠防轉裝置(3)、待測滾珠絲杠副(4)、位移測量裝置(5)和支撐固定裝置(6)；

支撐固定裝置(6)的上方設置位移測量裝置(5)，待測滾珠絲杠副(4)垂直貫穿位移測量裝置(5)和支撐固定裝置(6)，待測滾珠絲杠副(4)同時位于位移測量裝置(5)和支撐固定裝置(6)的軸心，待測滾珠絲杠副(4)的頂部伸出端設置絲杠防轉裝置(3)，絲杠防轉裝置(3)的上方設置壓力傳感器(2)，壓力傳感器(2)的上方設置施力裝置(1)。

2.根據權利要求1所述的滾珠絲杠副額定靜載荷測試系統，其特征在于，位移測量裝置(5)包括3個接觸式位移傳感器，該3個接觸式位移傳感器呈120°均勻分布。

3.根據權利要求1所述的滾珠絲杠副額定靜載荷測試系統，其特征在于，支撐固定裝置(6)通過螺釘與待測滾珠絲杠副(4)的螺母連接。

4.根據權利要求1所述的滾珠絲杠副額定靜載荷測試系統，其特征在于，壓力傳感器(2)通過螺釘與施力裝置(1)連接。

5.一種利用權利要求1所述測試系統的滾珠絲杠副額定靜載荷測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、確定施力裝置(1)施加載荷設定值的初始值和步進值；確定總軸向變形量△l的初始值為0；確定測試次數i的初始值為1；

步驟2、施力裝置(1)向下施加壓力產生軸向力，通過壓力傳感器(2)讀取軸向力數值，當軸向力達到施加載荷設定值時，進行壓力卸載，通過位移測量裝置(5)讀取的數值求取該次壓力卸載完成后滾珠絲杠副的軸向變形量；將該次求取的軸向變形量與總軸向變形量進行累加，用累加后的軸向變形量更新總軸向變形量；

步驟3、將步驟2中更新后的總軸向變形量與額定靜載荷允許最大變形量進行比較，判斷施加載荷是否達到額定靜載荷，如果達到則停止測試，否則對施加載荷設定值增加一個步進值，更新施加載荷設定值，并更新測試次數i＝i+1，返回步驟2；

步驟4、對測試過程中不斷更新的施加載荷設定值進行數據處理，獲取額定靜載荷測試值。

6.根據權利要求5所述的滾珠絲杠副額定靜載荷測試方法，其特征在于，步驟1確定施力裝置(1)施加載荷設定值的初始值和步進值，是以國際標準ISO 3408-5中滾珠絲杠副額定靜載荷計算公式所得的標稱額定靜載荷值為參考值，取所述參考值的10％為施加載荷設定值的初始值，表示為：10％C_oa，取參考值的10％為施加載荷設定值的步進值，表示為10％C_oa；其中，ISO 3408-5中滾珠絲杠副額定靜載荷計算公式為：

式中，C_oa為滾珠絲杠副標稱額定靜載荷，D_pw為節圓直徑，f_rs為滾珠絲杠滾道的適應度，α為接觸角，D_w為滾珠直徑，為導程角，z為滾珠承載個數。

7.根據權利要求5所述的滾珠絲杠副額定靜載荷測試方法，其特征在于，步驟2的具體過程為：

步驟2-1、施力裝置(1)向下施加壓力產生軸向力，直至壓力傳感器(2)讀取的軸向力數值達到施加載荷設定值；

步驟2-2、對施力裝置(1)進行壓力卸載；

步驟2-3、根據位移測量裝置的記錄值，計算位移測量裝置記錄的初始值l₁與步驟2-2壓力卸載完成后位移測量裝置記錄的最終值l₂的差值，獲取該次壓力卸載完成后滾珠絲杠副的軸向變形量：

△l_i＝|l₁-l₂|

式中，i為測試次數，△l_i為第i次測試后滾珠絲杠副的軸向變形量；

步驟2-4、將步驟2-3求取的軸向變形量與總軸向變形量進行累加，更新總軸向變形量：

△l＝△l+△l_i。