滚柱直线导轨副磨损系数计算与试验研究

磨损系数是表征滚柱直线导轨副耐磨性的重要参数，然而目前关于滚柱直线导轨副磨损系数的计算方法和试验研究较为缺乏。基于Archard磨损理论，考虑滚柱直线导轨副滑块沿导轨往复运动的特点，引入了修正系数。结合滚柱与滚道间的接触载荷以及滑动速度，建立了新的滚柱直线导轨副磨损系数计算模型。搭建了滚柱直线导轨副加载运转试验系统，测量得到了两根滚柱直线导轨副的摩擦力变化曲线。试验结果表明，滚柱直线导轨副在磨损过程中的摩擦力呈现先快速下降，再缓慢下降，最后小幅度上升的趋势，测得两根样件的磨损系数分别为1.57×10^-13和1.16×10^-13,均处于10^-13这一数量级，这一磨损系数可以用于滚柱直线导轨副磨损相关研究。     

滚柱导轨副预紧拖动力与静刚度关联性研究

基于预加载的滚柱导轨副力学分析,利用Hertz接触理论,建立预紧拖动力和滚柱过盈量的关系式以及垂直静刚度和滚柱过盈量的关系式,推导出预紧拖动力与垂直静刚度的关联性模型,分别对单根导轨不同位置及同批次多根导轨的预紧拖动力和垂直静刚度进行测量。试验结果表明:无外载荷、无润滑、无密封圈时的导轨副预紧拖动力与20%额定动载荷下的静刚度呈正相关,验证了理论模型的正确性,可利用该模型通过预紧拖动力对其静刚度进行预测计算。     

滚柱直线导轨副摩擦力动态测量系统及试验研究

在综合分析滚柱直线导轨副动态摩擦力测量系统功能及定位的基础上开发其测量系统,包括软件及硬件组成、数据采集与分析系统等。基于此测量系统对滚柱直线导轨副动态摩擦力进行试验分析,在试验过程中发现造成某型号导轨滑块摩擦力波动的原因,并针对此现象提出改进方法,为高性能滚柱直线导轨副的生产提供帮助。     

滚动直线导轨的受力分析与载荷计算

简要地叙述了滚动直线导轨副的应用场合,阐明了直线滚动导轨副的工作原理,并以滚动体为滚珠的单个滚动直线导轨副为分析模型,分析了滚动直线导轨副的内、外载荷的分布状态,建立了求解直线滚动导轨副在外载荷作用下的弹性变形的数学模型,通过此数学模型,可根据外载荷的大小求解出各滚动体所受的载荷,并求出各滚动体的弹性变形量,继而推导出整个滑块的弹性变形量,其结论对滚动直线导轨的运动精度和寿命计算提供了理论依据.     

滚动直线导轨副热特性分析及其试验研究

高速条件下,滚动直线导轨副温升将直接影响其运动精度,为探究滚动直线导轨副的热特性及其与运动精度之间的关系,运用能量守恒定律和热对流原理建立了滚动直线导轨副温升模型和热变形模型,使用自主研发的滚动直线导轨副综合性能试验台,对国内某厂家P3级精度重预紧滚柱直线导轨副进行热特性试验研究,得到滚动直线导轨副温升变化曲线、稳定温升值、热平衡时间以及主要热变形区域。试验结果与理论值吻合,验证了所述滚动直线导轨副热特性模型的准确性。     

滚动直线导轨副摩擦力动态测量试验研究

滚动直线导轨副是高速高精度数控机床的重要功能部件,其摩擦特性对机床整机的力学特性具有重要影响,因此对导轨摩擦力的大小进行检测具有重要的意义。针对摩擦力检测要求,设计了一种自动检测滚动直线导轨副摩擦力的试验装置,将测量结果与手动测量进行对比,并对某一型号的滚动直线导轨副进行重复性测试,验证了该测量方法的可靠性。针对35和45型号的滚动直线导轨副进行不同速度条件下的摩擦力测试,试验结果表明,随着速度增加,导轨副摩擦力有先减小后增大的趋势。     

滚柱直线导轨副精度损失模型及其试验研究

针对滚柱直线导轨副精度保持性问题,对其在加载条件下运动精度损失过程进行建模与试验研究.基于经典力学与Hertz弹性接触理论对滚柱直线导轨副在加载条件下滚柱与滚道间接触面进行了力学与变形分析;分析了载荷作用下滚道磨损量的动态变化特性,在此基础上建立滚柱直线导轨副运动精度损失模型;提出了对滚柱直线导轨副运动精度损失过程进行试验的方法.试验结果表明,所建立的模型正确有效,能描述滚柱直线导轨副在加载运行条件下运动精度变化规律.     

基于小波分析的滚柱直线导轨副摩擦力波动分析

滚柱直线导轨摩擦力的波动对滚柱直线导轨的可靠性和稳定性有着重要影响。对采集的摩擦力信号进行多尺度小波变换,再经Hilbert变换和快速傅里叶变换,得到各尺度的频谱。结合滚柱直线导轨的结构及运行特征建立摩擦力数学模型。通过对实验数据与理论模型的对比,证明数学模型的合理性,分析得出承载滚柱数目的变化是滚柱直线导轨摩擦力产生波动的主要原因。     

滚动直线导轨副额定静载荷研究

为了解决滚动直线导轨副额定静载荷难以直接测定的现状,基于滚动直线导轨副的结构特点,结合ISO14728-2关于滚动直线导轨副额定静载荷的定义和计算方法,提出利用滚动直线导轨副加载/卸载刚性曲线来间接测定其额定静载荷的试验方案,并且实际测定了某商用滚动直线导轨副的额定静载荷,验证了该试验方案的可行性。在试验的基础上,进一步分析了滚动直线导轨副的承载变形机理,指出现有滚动直线导轨副额定静载荷计算方法的不足,提出考虑承载过程中接触角改变的修正算法,计算结果显示该算法能显著降低计算误差。     

直线滚动导轨预加载荷与精度均化关系的研究

分析了滚动直线导轨在承受工作载荷时预加载荷对钢球刚性、钢球载荷分布状态的影响.并通过实验进一步研究了预加载荷与精度均化的关系.结果表明:预加载荷可以有效地提高钢球的刚性,改善滑块内钢球载荷分布,使得钢球弹性变形量显著地减小,从而减小了滑块的偏移量,提高了工作台的行走精度.随着预加负荷的增大,精度均化的能力也随之提高.     

高速滚动直线导轨副综合性能测试试验台的研发

针对高档数控机床对直线滚动导轨副综合性能的要求,通过研究滚动直线导轨副的运动精度、摩擦力、速度、加速度、温升及噪声等性能指标的动态检测方法及综合性能检测关键技术,开发了一套滚动直线导轨副综合性能测试试验台,实现了滚动直线导轨副综合性能指标的检测,为改进和开发高可靠性能的滚动直线导轨副提供了试验平台。     

预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响研究

为了研究预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响,文中提出采用ADAMS仿真分析和实验相结合的方法。首先,通过采用不同过盈量的滚柱来表示不同的预紧力;然后,用ADAMS仿真软件对不同预紧等级下的滚柱直线导轨副进行仿真分析得到各阶固有频率及振型;最后,采用锤击法对仿真结果进行实验验证。从结果分析可以看出,仿真结果和实验结果基本吻合,且预紧力增大,导轨副的各阶固有频率也相应增大。文中的研究结果对研究机床振动和振动控制以及准确进行机床动态优化设计具有重要意义。     

滚动直线导轨副性能评价方法研究与试验分析

滚动直线导轨副性能评价方法的研究对于指导导轨副生产,提高导轨副性能特性有着重要的意义。为了全面的评价滚动直线导轨副的性能状况,在测量的基础上,提出了基于多个测量指标的多项指标综合评价方法,建立了一种基于熵权法与专家打分法相结合的不等权重综合评价模型。并设计试验,对国内外4家无保持链45滚柱直线导轨副进行测评。试验结果表明,该评价方法可以有效的评价导轨副的性能状况。     

特定五维载荷工况下滚动直线导轨副载荷分布研究

考虑五维载荷和滚珠精度误差的情况,推导出力和力矩的载荷平衡方程,建立了滚动直线导轨副载荷分布模型。利用Ansys Workbench建立滚动直线导轨副有限元模型,得到的所有滚珠应力应变结果。最终通过仿真分析研究了五维载荷、滚珠精度误差和外载荷对滚动直线导轨副载荷分布的影响。研究结果表明:当工作载荷一定时,五维载荷会使导轨副载荷分布变差;滚珠精度误差会使导轨副载荷分布产生波动,且误差越大,波动越大。     

滚柱直线导轨副滚动体结构改进设计及其性能试验

在对滚柱直线导轨副滚柱进行线接触应力与变形理论分析的基础上,重点研究不同结构滚柱的接触应力分布。利用数值计算和有限元仿真,对相同静载荷下不同滚柱端部压力奇异分布进行数据对比,以优化滚柱结构设计。结果表明：圆弧修形滚子结构不但可以减小应力集中,而且能保持导轨副的刚性。优化后LZ45型滚柱直线导轨的性能优于优化前导轨的性能。     

滚动直线导轨副的磨损预测模型与精度保持

针对滚动直线导轨副的精度保持性问题,对其在受垂直载荷条件下的磨损过程进行建模和仿真分析。基于Hertz接触理论建立滚动直线导轨副的接触变形,考虑受垂直载荷后上排滚珠和下排滚珠接触角的变化情况。由滚动直线导轨副的磨损机理可知粘着磨损和磨粒磨损在磨合阶段和稳定磨损阶段占据主导,运用Archard磨损理论和显微切削磨损理论分析了滚动直线导轨副的磨损过程,考虑在磨损过程中预紧力随着跑合距离的增加而逐渐变小,滚珠的接触角发生变化的情况,在此基础上建立了滑块垂直位移的磨损计算模型。选取国内滚动直线导轨副进行精度保持性对比试验,试验结果与仿真结果进行对比分析,验证了模型的正确性,进一步探究了磨损与精度之间的关系。     

静密滚动直线导轨的参数选择与校核计算

本文提出了基于寿命要求及刚度要求的选型与校核计算方法,给出了导轨类型、精度与预加载荷选择的参考依据,为合理选择滚动直线导轨提供了理论依据。     

基于ADAMS的滚柱直线导轨副的动态仿真

针对于高速重载滚柱直线导轨副实际使用中存在的问题,以滚柱直线导轨结构设计和性能为分析重点,应用机械动力学理论、多体动力学理论及虚拟样机技术,在虚拟样机技术分析软件AD-AMS环境下对滚柱直线导轨副进行动态仿真研究,建立结构参数及性能与仿真输出结果联系,对结构参数进行优化设计,提高滚柱直线导轨设计效率及产品性能.     

一种滚动直线导轨副精度自动化检测方法

随着滚动直线导轨生产技术的不断提高及应用领域的不断扩大,同时基于滚动直线导轨副检测精度要求高、项目多的特点,如何准确、高效的对滚动直线导轨副进行精度检测已经成为行业内面临的共同难题。根据相对测量原理,利用几何模拟的方法以及自动化测量手段,与意大利Marposs公司联合开发了滚动直线导轨副自动检测仪。检测结果表明,所开发的滚动直线导轨副提高了检测质量与检测效率。     

滚动直线导轨副的温度场分析与试验研究

为了研究滚动直线导轨副发热量对零件加工精度的影响,以某公司生产的滚动直线导轨副为研究对象,在ansysworkbench软件中分别对其进行稳态、瞬态和热—结构耦合分析,得到滚动直线导轨副的理论温度场与变形场。以自主搭建的试验平台为基础,对导轨副进行了温度场试验研究。试验结果显示最大温升及趋势与仿真结果相吻合,从而验证了滚动直线导轨副有限元模型的正确性,并为滚动直线导轨副的热特性研究提供实际依据。由试验结果可知,采用该有限元模型对滚动直线导轨副进行类似热特性方面的研究,不仅使工作量变小,而且得出的结果也将真实可靠。