基于中径和预紧摩擦力匹配的导轨副装配研究

为实现滚珠直线导轨副的高效装配,提出快速测量滚道中径参数计算预紧摩擦力的方法。首先分析导轨副的滑块和导轨滚道的中径偏差、滚珠直径偏差与接触角、滚道间距的关系,建立导轨副滚道中径偏差与滚道间距的关系模型;其次根据变形接触理论研究滚道中径偏差对导轨副预紧摩擦力的影响;然后设计导轨副中径检测系统测量滚道中径,利用预紧摩擦力测量系统测量导轨副中径偏差和滚珠直径偏差影响下的预紧摩擦力。测量结果与理论的最大偏差为6.89%,精度满足要求。最后对同规格不同批次的导轨和滑块在中径误差测量的基础上完成滚珠匹配,产品的预紧摩擦力都在设计范围内,验证高效装配方案的可行性。     

滚动直线导轨副振动影响因素分析及试验研究

为了研究滚动直线导轨副振动特性,以GGB45BA型号导轨作为研究对象,介绍滚动直线导轨副的振动产生机理。通过速度对比试验分析得出,振动脉冲频率和滚珠与反向器之间的理论碰撞频率一致,证明滚珠与返向器的撞击是引起振动的主要原因。由不同条件(速度、预紧力、润滑)下的导轨副振动测试试验结果得出:速度越高,振动越大;预紧力越大,振动越小;润滑剂对导轨副的减振效果显著,润滑剂粘度越高,振动性能越好。这说明在产品制造过程中,可通过适当增加预紧力和润滑油粘度的方式减小滚动直线导轨副的振动,从而提高导轨副使用性能。该文为提高直线导轨振动性能提供了理论和实验依据。     

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。     

预紧力对滚珠丝杠副精度影响的研究

为了更好的研究滚珠丝杠副的精度损失规律,提出了一种滚珠丝杠副精度损失的计算方法。该计算方法是在改进的运动学基础上结合滚珠与滚道间滑动特性与接触特性建立的。由于滚珠丝杠副的预紧力无法通过普通方法直接测量且运行过程中预紧力是不断变化的,计算过程中也考虑了预紧力的变化并使用摩擦力矩的测量值计算预紧力。此外,在专为滚珠丝杠副精度损失测量而设计的试验台上进行了滚珠丝杠副精度损失试验。将试验数据与计算数据进行对比与分析,结果表明该计算方法可以计算滚珠丝杠副的精度损失并预测其精度变化趋势。     

基于滚珠过盈量的滚珠丝杠副预紧力计算模型

预紧力是滚珠丝杠副最重要的参数之一,为了计算和调整预紧力水平,需要建立精确的滚珠丝杠副预紧力计算模型。通过分析滚珠丝杠副的接触变形和滚珠受力平衡,考虑到滚珠丝杠副的接触角、螺旋角、有效承载滚珠个数、滚珠直径和滚道的型面参数等因素,建立了基于滚珠过盈量的滚珠丝杠副预紧力计算模型。通过测量滚珠丝杠副的空载扭矩得到滚珠丝杠副的预紧力,与理论结果进行比较,相对误差在8%以内,表明该模型的计算结果与实验结果一致性较高,从而验证了此模型的准确性。     

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。     

预紧力作用下滚珠丝杠温升的理论分析及试验研究

滚珠丝杠的温升直接影响其使用的精度,通过误差补偿技术可以解决这一问题,为了研究预紧力作用下丝杠的温升情况,通过摩擦生热和热对流原理建立了计算滚珠丝杠副温升的理论模型,探究了丝杠温升与预紧力的关系。将通过该模型计算的不同预紧力下的理论温升,与试验测得的试验温升进行对比分析,试验结果证实了该计算模型的正确性。该模型对于滚珠丝杠在使用中的热变形误差补偿具有十分重要的意义。     

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。     

螺母预紧力对滚珠丝杠副振动特性的影响

基于滚珠丝杠副可靠性试验台研究了滚珠丝杠副预紧力的变化与测得的振动信号的关系。首先,介绍了滚珠丝杠副可靠性试验台的预紧力加载装置;接着,对预紧力加载装置进行动力学建模,搭建振动信号测试平台,采集不同预紧力水平下的振动信号;最后,通过振动信号的频域分析和预紧力加载装置的动力学分析,发现预紧力的变化可以通过两个参数进行监测:振动信号峰值频率的偏移和峰值频率振动幅值的变化。实验结果和动力学分析的结论十分吻合:随着滚珠丝杠副预紧力的增大,峰值频率不断增大,峰值频率的振动幅值也不断增大。研究结论发现,可以通过监测振动信号峰值频率的偏移和峰值频率的振动幅值来监测预紧力的变化,这为检测滚珠丝杠副的健康水平提供了一种新的研究方法,这对于促进滚珠丝杠副进给驱动系统的发展具有重大意义。     

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。     

基于固有频率的丝杠预紧力衰退检测技术研究北大核心

传统的丝杠预紧力检测方法多需要将丝杠从工作环境中脱离,这极大的增加了测量成本。为了能够在线对滚珠丝杠预紧力进行测量,提出了一种基于固有频率与决策树SVM的滚珠丝杠预紧力在线检测方法。首先,针对滚珠丝杠副进给系统建立其动力学模型,推导出丝杠预紧力与进给系统固有频率的关系;其次,通过设定预紧力的范围和间隔取值,计算出不同预紧力下的进给系统固有频率值,从而构建预紧力固有频率特征集,利用特征集完成对决策树SVM的训练;最后,基于锤击法测量出实际滚珠丝杠进给系统的前四阶固有频率值,并导入训练后的决策树SVM来完成对滚珠丝杠副预紧力的预测。结果显示,基于固有频率与决策树SVM得到的滚珠丝杠预紧力预测值与实际值的误差在10%以内,证明了本文方法的有效性。     

滚动直线导轨副精度保持性及磨损机理试验研究

针对滚动直线导轨副精度保持性问题,对DA45CL型号导轨进行加载运行试验。通过测试导轨副运行过程中滑块顶面相对于导轨安装基准的平行度及导轨副的摩擦力,分析得出导轨副在不同磨损阶段的精度变化过程。运用扫描电子显微镜探讨了滚珠与滚道接触表面的磨损机理,结果显示,在受力状态与运动特性的影响下,滚道表面的磨损分为磨粒磨损和粘着磨损,结合精度检测结果,得出相对于磨粒磨损,粘着磨损对精度的影响更大。最后,针对导轨副磨损机理,提出减小磨损的优化措施。     

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。     

滚珠丝杠副转速对温升的影响

不同的转速会导致滚珠丝杠系统产生不同的温度变化。分析滚珠丝杠副转速和温升的关系,建立了滚珠丝杠副热传递过程的微分方程,得到了滚珠丝杠副使用过程中的温度随时间变化的表达形式。进一步得到热平衡状态时滚珠丝杠副的温升计算方法。为验证该方法的有效性,对该模型计算得到的理论温升值与不同转速下试验得到的实际温升值进行对比。通过滚珠丝杠副综合性能试验装置,完成不同转速下滚珠丝杠副温升的测量试验,实际温升值与理论温升值的差值10%以内,证明该方法能很好地预测滚珠丝杠副的温升。     

滚柱直线导轨副摩擦力与预加载荷的关系研究

针对目前滚动直线导轨副在工作过程中较为复杂的摩擦情况,基于有预加载荷的滚柱直线导轨副的结构特点,建立滚柱过盈量和预加载荷的关系式,结合滚柱直线导轨副的摩擦力和正压力的平衡方程,推导出滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷的数学模型。使用滚动直线导轨副摩擦力试验台对四种不同过盈量的滚柱直线导轨副进行摩擦力测量。试验结果表明:当无外载荷、美孚100号润滑、无密封圈的情况下,有预加载荷的滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷成正比;可通过这个状态下的平均摩擦系数来计算滚柱直线导轨副的预加载荷的大小。     

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。     

混合陶瓷滚珠丝杠副动力学性能影响因素分析

陶瓷作为新兴的材料在高速滚珠轴承上得到了广泛应用,目前滚珠丝杠滚珠材料大部分还是以轴承钢为主.论文在赫兹接触、滚道控制理论的基础上,对混合陶瓷滚珠丝杠副进行了等效简化,建立了高速滚珠丝杠副的多体动力学仿真模型,以间隔滚珠尺寸、运行速度和接触角为主要分析对象,通过正交实验,对比分析了不同型式的混合陶瓷滚珠链对滚珠丝杠副力学性能的影响,仿真结果表明,进给速度是影响混合陶瓷滚珠丝杠副摩擦力矩大小的主要因素,其次为间隔陶瓷滚珠的尺寸,通过改变滚珠尺寸建立不同组合的混合陶瓷滚珠链,可以有效提高高速工况下的混合陶瓷滚珠丝杠副的动力学性能.     

LMG的沟槽结构对静刚度影响的研究

滚动直线导轨副目前主要有单圆弧和双圆弧两种沟槽形式。在介绍这两种沟槽结构的同时分析其特点,通过有限元建模的方法建立其对应的数值模型,利用ANSYS软件仿真计算对应结构的受力、变形并分析在不同预紧力和外载荷时刚度的大小和变化规律,为更合理地选用不同形式沟槽的滚动直线导轨副提供一定的依据。     

滚珠丝杠副性能的多体动力学仿真与分析

文章从多体动力学的理论入手,介绍了ADAMS的接触理论,应用ADAMS建立了滚珠丝杠副的仿真模型;利用对比实验针对滚珠丝杠副的滚珠滚道截型的形状进行了仿真实验,分析了滚道截面形状对滚珠丝杠副动力学性能的影响,提高了滚珠丝杠副运转的平稳性。