滚珠丝杠副可靠性试验台测控系统设计

根据滚珠丝杠副可靠性试验的要求,设计了滚珠丝杠副试验台的测控系统。首先介绍了滚珠丝杠副可靠性试验台的结构构成,通过对试验台所需要实现功能的分析,主要介绍了试验台的驱动系统、加载控制系统、数据采集系统的设计,并提出测控系统的硬件图以及设计软件。该测控系统的设计为滚珠丝杠副可靠性试验提供了软硬件基础。     

滚珠丝杠副寿命试验台测控系统设计

针对滚珠丝杠副寿命试验的要求,设计了滚珠丝杠副寿命试验台的测控系统。首先介绍了滚珠丝杠副寿命试验台的组成结构,然后根据试验台所需实现的功能进行分析,主要介绍了试验台的加载控制系统、驱动系统、数据采集系统的设计,并给出了测控系统的硬件结构图以及软件设计流程图。该测控系统的设计为滚珠丝杠副寿命试验提供了软硬件基础。     

高速滚珠丝杠副性能试验与分析方法研究

基于自主开发的性能试验台,对高速滚珠丝杠副的性能试验与分析方法进行了研究.介绍了高速滚珠丝杠副性能试验系统的构成,提出了性能试验的方法;在此基础上,进一步对试验数据的分析方法进行了研究;针对指定型号的高速滚珠丝杠副进行了性能试验,并对试验得到的数据进行了具体分析,试验与分析结果验证了所提出方法的有效性.     

滚珠丝杠副热变形模型理论分析及其对定位精度影响的试验研究

在高速运行条件下,滚珠丝杠的温度迅速上升产生热变形从而影响了滚珠丝杠的定位精度,为了探究滚珠丝杠的热变形和滚珠丝杠副定位精度之间的关系,通过能量守恒定律和热对流原理建立了滚珠丝杠副温升模型以及热变形模型,并且通过高速滚珠丝杠副综合性能试验台与激光干涉仪测试出国内某厂家P3级精度的滚珠丝杠副稳定温升以及不同运转时间后的定位精度,与理论模型进行比较,验证了此模型的准确性,为丝杠的热变形误差补偿提供了依据。     

滚珠丝杠副加载试验台液压系统设计

滚珠丝杠副额定动、静载荷加载试验是滚珠丝杠副验收时必要测试环节。以工业计算机、交流伺服电动机和用比例溢流阀为调压元件的液压系统构建滚珠丝杠副加载试验台,进行额定静载荷加载试验时,通过比例溢流阀压力的PID控制能够精确稳定加载液压缸输出的加载力;进行额定动载荷跑合加载试验和效率测试时,以比例溢流阀背压作为负载,用交流伺服电动机驱动滚珠丝杠副跑合,跑合速度易于控制。经实际使用验证,试验台工作可靠、稳定。     

加载条件下滚珠丝杠副精度保持性试验研究

针对国产精密滚珠丝杠副产品在精度保持性与耐磨性方面试验数据缺乏、性能研究不足的问题,提出了一种基于恒定加载的精密滚珠丝杠副精度保持性试验方法并进行了对比试验。与合作单位合作开发了配套的试验系统;给出了精密滚珠丝杠副各精度指标的求解方法、精度与摩擦力丧失判断依据。试验结果显示了参与试验的两种型号精密滚珠丝杠副的精度保持性和摩擦力随时间变化的趋势,对比分析出它们的优劣势并推测原因,符合实际生产经验,验证了试验方法与试验装置的有效性,为国产精密滚珠丝杠副精度保持性的提高提供了试验方法与有效试验数据。     

中空滚珠丝杠副热平衡分析及对比试验研究

为了提高中空滚珠丝杠副的冷却性能,基于传热学理论,对滚珠丝杠副进给系统的主要热源分布及热传导进行分析,建立了中空滚珠丝杠副的温度场和热平衡分析的数学模型,并从中空滚珠丝杠副结构参数和使用参数方面分析影响丝杠温升的因素和热平衡的影响因素,最后设计了滚珠丝杠副冷却润滑性能检测试验台,对试验进行验证并分析。由试验结果可知,随着丝杠运行时间的增加,其温升先急剧升高,然后处于相对稳定状态。通过对比试验表明,中空丝杠可使热平衡时间至少缩短50%,并降低热平衡温度。     

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。     

模拟工况下滚珠丝杠副精度检测方法研究

滚珠丝杠副是机械传动中重要的传动部件,滚珠丝杠副精度的检测有着极其重要意义。设计了以长光栅作为长度基准,圆光栅作为角度基准的滚珠丝杠精度动态检测装置。检测装置可模拟实际加载情况下对丝杠精度的测量。根据行业相关标准,采用最小二乘法原理建立数学模型简化了行程变动量的求解过程。提出了模拟工况下对滚珠丝杠副传动精度检测的方法,并在自行研制的精度检测装置上实现滚珠丝杠副数据采集处理,实验所得误差值与要求的误差值相对比。结果表明,该方法简单且易于计算机数据处理,能满足滚珠丝杠副动态精度的检测,具有较高的实际应用价值。     

双螺母滚珠丝杠副摩擦力矩损失模型及试验研究

在不同的运行条件下,滚珠丝杠副的摩擦磨损会引起摩擦力矩损失从而引起精度变化。为了探究滚珠丝杠副的摩擦力矩损失情况,通过赫兹弹性理论,推导出丝杠滚道磨损、螺母滚道磨损与丝杠转速、轴向载荷的关系,建立了双螺母滚珠丝杠副摩擦力矩损失模型,并且通过滚珠丝杠副精度保持性试验台和摩擦力矩试验台测试出国内某厂家双螺母预紧丝杠在一定试验条件下的摩擦力矩变化情况,与理论模型相比较,从而验证了此模型的准确性。     

滚珠丝杠副轴向静刚度试验系统开发

设计开发了滚珠丝杠副轴向静刚度测试系统,包括液压加载控制系统、螺母副微位移测试系统。设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案。按照标准测试试验流程,通过RS-232通信接口实现了对滚珠丝杠副轴向静刚度的测试和曲线的实时显示。为滚珠丝杠副轴向静刚度的深入研究,进一步提高滚珠丝杠副的定位精度提供了技术方法及试验平台。     

滚珠丝杠副直驱加载位置精度测试研究

为实现滚珠丝杠副精度寿命测量,设计了直驱加载加速衰退测试系统。研究了滚珠丝杠副位置精度测量原理及计算方法;基于开放式数控系统,开发了测控一体系统。由直线电机模拟滚珠丝杠副动态载荷,进行了加速跑和测试实验,对测量结果进行了拟合分析。结果表明,文中采用的方法能够快速实现滚珠丝杠副的加速跑和测试,丝杠位置精度寿命退化符合偏移指数规律。     

不同工况下高速空心滚珠丝杠的热特性研究

以高速精密机床中使用的空心滚珠丝杠为研究对象,利用ANSYS热分析模块对该滚珠丝杠在不同转速和不同冷却液流量下的热特性进行了分析.得到了该空心滚珠丝杠不同工况下的温度场和热位移,同时通过对滚珠丝杠表面结点温升曲线的分析比较,得到了针对该类型空心滚珠丝杠的最佳冷却液流量值和不同转速下空心滚珠丝杠达到其热平衡的时间.分析结果可为空心滚珠丝杠的热设计提供参考.     

基于滚道型面参数和摩擦力矩匹配的滚珠丝杠副高效装配

为实现滚珠丝杠副滚道磨损后摩擦力矩的快速恢复,基于赫兹理论,提出了基于丝杠、螺母型面参数和滚珠直径的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型。改变滚珠的直径,通过丝杠型面检测试验台和螺母型面试验台分别测量出丝杠、螺母的型面参数,计算出理论摩擦力矩。理论摩擦力矩与通过滚珠丝杠副摩擦力矩试验台得到的不同滚珠直径下的实际摩擦力矩相比较,最大偏差为5.96%,表明该模型的计算结果与实验结果一致性较高,总体精度满足要求。最后对摩擦力矩衰退的滚珠丝杠副进行型面检测,通过滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型计算出丝杠螺母滚道磨损后,恢复摩擦力矩所需的滚珠大小,有利于快速装配。     

滚珠丝杠副的智能化设计

滚珠丝杠副是数控系统中重要的传动机构.文章利用计算机集成技术和面向对象技术研制开发了滚珠丝杠副智能化设计系统,设计效率高,数据可靠.     

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.     

滚珠丝杠表面感应淬火的工艺和设备

近年来,在机床制造厂中为把旋转运动转变成直线运动,经常采用滚珠丝杠——螺母传动装置,即滚珠丝杠副。滚珠丝杠副作为精密元件可以同时完成位移和测量任务。滚珠丝杠副的使用价值在于其高的传动效率和使零件精确定位的可能性。这些零件可以承受载荷达100吨。在滚珠丝杠允许径向跳动为0.005毫米的情况下,按照精度级别在300毫米丝杠长度上的允许螺距误差为3～10微米。为了保证高的使用性能,在制造丝杠时必须使用精密设备,同样还需仔细选择丝杠     

滚珠丝杠副系统抗共振特性分析

为了提高高速运动滚珠丝杠副系统的稳定性,避免结构共振,对滚珠丝杠副系统的模态特性进行有限元分析。探讨了螺母位置、支撑方式、工作台及两端支撑轴承对滚珠丝杠副系统模态特性的影响。最后,通过锤击法对滚珠丝杠副系统进行试验模态分析。结果表明:不同的需求场合需选择不同的支撑方式。工作台质量以及轴承的轴向刚度均影响进给系统的轴向变形模态,而轴承的径向刚度主要影响进给系统的弯曲变形模态,且试验结果与计算结果基本一致,本模型能较好地表征系统的动力学特性。     

重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法研究

从满足重载滚珠丝杠副可靠性要求出发,对其主要失效模式进行了分析,提出了一种基于应力——强度干涉模型和截尾分布理论的重载滚珠丝杠副可靠性设计方法;结合所开发的跑合试验台设计了重载滚珠丝杠副可靠性试验方法.试验结果表明,所提出的重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法正确有效,适用于重载滚珠丝杠副新产品开发与可靠性检验.     

基于有限元法的高速空心滚珠丝杠系统热特性仿真

以ANSYS热分析模块为工具,对高速空心滚珠丝杠系统的热态特性进行仿真,得到该滚珠丝杠系统的温度场和热位移。在分析结果的基础上,提出了改善高速空心滚珠丝杠系统热态特性的措施,为高速空心滚珠丝杠系统的设计和热变形误差补偿提供参考。