滚珠丝杠副可靠性试验台的研制开发.pdf

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1、第1O期组合机床与自动化加工技术NO．102013年10月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechnique0ct．2013文章编号：1001—2265(2013)10—0135—02滚珠丝杠副可靠性试验台的研制开发张海水，宋现春，刘少辉，陈明缘，赵佳佳(山东建筑大学机电工程学院，济南250100)摘要：介绍了滚珠丝杠副可靠性试验台的系统设计，并提出了相应的可靠性试验方法。该试验台可以全面测试滚珠丝杠副可靠性试验中的各项性能参数，对滚珠丝杠副疲劳寿命及性能进行准确评估，为滚珠丝杠副可靠性

2、试验体系与规范的建立提供依据。关键词：滚珠丝杠副；可靠性试验台；疲劳寿命中图分类号：TH6文献标识码：BResearchandDevelopmentofReliabilityTestBerichofBallScrewZHANGHai—shui，SONGXian—chun，LIUShao．hui，CHENGMing．yuan，ZHA0Jia-jia(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：

3、Introducethedesignofthesystemofreliabilitytestbenchofballscrew，andputsforwardthecorrespondingreliabilitytestingmethod．Thetestbenchcancomprehensivelymeasurevariouspropertypa—rametersofreliabilitytestofballscrew，accuratelyestimatethefatiguelifeandperformanceofballscrew．in0

4、rdertoprovidebasisforestablishingthetestsystemandspecificati0nsofballscrew．Keywords：ballscrew；reliabilitytestbench；fatiguelife并对所测数据进行实时显示与处理。0引言试验台结构如图1所示，试验台采用伺服电机随着高档数控机床与基础装备制造业的快速发作为主驱动，磁粉制动器提供加载力，其输出轴通过展，对与之配套的功能部件提出了越来越高的要求。钢缆与工作台刚性连接，模拟实际环境中螺母座所滚珠丝杠副作为数控机床的关键功能部件

5、，其性能优受轴向力。滚珠丝杠副两端用轴承座固定，并对丝劣在很大程度上影响了数控机床的发展。近年来杠进行预拉伸。国内围绕滚珠丝杠副进行过大量研究试验，对影响滚l234S67珠丝杠副的摩擦力矩、温度、噪声等方面都进行了深入的研究与探讨，但在滚珠丝杠副精度保持性、可靠性试验方面缺乏针对性研究，尚未形成完整的可靠性试验体系。基于此种情况，设计了滚珠丝杠副可靠性试验台，能测量的滚珠丝杠副最大长度为2000mm，直径D40。60mm，有效行程小于1800ram，可以完成滚珠丝杠副在模拟加载状态下的可靠性试验。1可靠性试验台总体方案可靠性试验台的基本

6、原理是通过对滚珠丝杠副1．伺服电机2．联轴器3．前轴承座4．滚珠丝杠5．工作台6．螺母座进行模拟加载，得到模拟工况下滚珠丝杠副的可靠7．后轴承座8．滑轮9．直线导轨lO．制动轮11．转速转矩测量仪12．减速机13．磁粉制动器性数据。主要由控制系统、加载系统及测量系统三图1试验台结构简图部分组成。控制系统采用高性能数字控制系统，易2加载系统设计于系统维护和更新换代、可靠性高。加载系统采用磁粉制动器作为关键组件，能够模拟滚珠丝杠副实2．1加载系统组成及技术特性际运行工况实现可变载荷加载。测量系统可以在滚加载系统是试验台的核心装置，其性能直接

7、影珠丝杠运行过程中对各可靠性数据进行动态检测，响试验台的测试结果。常见的加载方式有机械加收稿日期：2013—03—08基金项目：国家重大科技专项(2012ZX04002013)；国家自然科学基金(51075246)作者简介：张海水(1987一)，男，山东莱芜人，山东建筑大学机电工程学院硕士研究生，研究方向为机电系统控制及自动化，(E—mail)zhangsea．hi@163．com。·l36·组合机床与自动化加工技术第10期载、气动加载、液压加载及电动加载等。从方便性、3测控系统设计经济性、可维护性等方面综合考虑，本实验台采用电动加载，

8、由磁粉制动器、张力控制器、减速装置、转矩3．1系统硬件设计转速传感器、转矩转速测量仪、制动轮及各种连接装测控系统由计算机、数据采集卡、传感器、张力置组成。主要元件技术特性如下：控制器及数控系统等组成。计算机