滚珠丝杠副加载测试试验台设计

针对航天飞行器伺服控制系统中滚珠丝杠副受载情况的特殊性,开展对滚珠丝杠副的模拟加载和性能测试的研究,设计出一套伺服加载测试试验台,利用该试验台可测试精密滚珠丝杠副的多变载荷承载能力、轴向刚度、传动效率和启动力矩等性能,为用户提供准确可靠的检测报告。阐述了此加载测试系统的主要功能和工作原理、结构组成、电气硬件控制和系统软件的设计。     

高速精密滚珠丝杠副性能试验简介

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高刚度、高寿命、高可靠性等的要求，研制开发了精密滚珠丝杠副综合性能试验台、高速精密滚珠丝杠副速度噪声试验台、精密滚珠丝杠副刚度试验台、精密滚珠丝杠副载荷试验台、精密滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪等。利用该试验装置可对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度、静载荷及动载荷、摩擦力矩等性能参数进行测试，为产品改进及用户提供准确可靠的检测数据。     

高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高刚度、高寿命、高可靠性等的要求,山东济宁博特公司研制开发了精密滚珠丝杠副综合性能试验台、高速精密滚珠丝杠副速度噪声试验台、精密滚珠丝杠副刚度试验台、精密滚珠丝杠副载荷试验台、精密滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪等。利用这些试验装置可对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度、静载荷及动载荷、摩擦力矩等性能参数进行测试,为产品改进及用户提供准确可靠的检测数据。文章主要介绍测试仪器的部分性能。     

基于西门子S120驱动的高速滚珠丝杠副动态精度测试研究

设计开发了一种高速滚珠丝杠副动态精度测试试验台。试验台采用了西门子公司S120伺服驱动系统与基于PC的控制器Win AC通讯的自动化解决方案。建立了滚珠丝杠热变形与运动精度两大动态测试系统,并在自制高速滚珠丝杠副试验台上进行了测试实验,对实验数据结果进行有效的分析,得出了滚珠丝杠副动态精度的影响因素并提出相应的改进措施。     

滚珠丝杠副精度保持性试验台测控系统设计

针对滚珠丝杠副精度保持性试验的要求,对丝杠精度保持性试验台测控系统设计进行了研究。介绍了滚珠丝杠副精度保持性试验装置的组成结构,根据试验装置所需要实现的功能进行分析,主要分析了试验台加载控制系统、电机控制系统以及参数测试系统的设计,并提出了测控系统硬件图以及软件的设计方案。该测控系统的设计方法为滚珠丝杠副精度保持性试验的进行提供了软硬件基础。     

高速空心/实心滚珠丝杠螺母副热特性分析

滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要部件,由螺母副摩擦热而引起的滚珠丝杠热变形降低了伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈,采用通有冷却油的空心滚珠丝杠为解决这一问题提供了方法。通过理论计算螺母副摩擦热及热边界条件,运用ANSYS有限元分析软件将计算结果加载到同刚度的空心/实心滚珠丝杠上进行分析:首先对滚珠丝杠温升与载荷、温升与转速的关系进行分析,然后分析了冷却油的流速对滚珠丝杠温升的影响,最后对空心/实心滚珠丝杠变形进行了比较分析。分析表明:空心滚珠丝杠温升受到载荷和转速的影响更小;增加冷却油的流速增强对丝杠的冷却效果但却是有限的;空心滚珠丝杠有效的减小了螺母副摩擦热和热变形。     

滚珠丝杠动态特性参数识别试验台的设计

滚珠丝杠的动态特性严重影响数控机床进给系统的工作性能,为了能够准确识别滚珠丝杠进给系统的动态特性参数,基于滚珠丝杠副动态特性参数识别的力学模型,分析影响参数识别的主要因素,搭建滚珠丝杠动态特性参数识别试验测试装置,并根据有限元软件对测试装置试验台分析的结果,通过调整试验台筋板布置的密度和厚度,对试验台进行了结构优化,满足滚珠丝杠副动态特性参数识别测试装置的设计要求,有助于提高滚珠丝杠副动态特性参数识别的精度。     

螺母副摩擦热对高速空心滚珠丝杠热特性影响分析

滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要功能部件,其热变形会降低伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈。其中螺母副摩擦热是影响滚珠丝杠热变形的主要因素。采用通有冷却介质的空心滚珠丝杠为解决此问题提供了一种方法。将通过计算得到的螺母副摩擦热加载到空心滚珠丝杠滚道内,分析空心滚珠滚珠丝杠温度受轴向载荷、转速、通入空心滚珠丝杠的冷却介质的种类、冷却介质流速以及空心滚珠丝杠内孔的大小的影响及内孔大小对空心滚珠丝杠变形的影响。通过分析,结果表明:轴向载荷和转速对空心滚珠丝杠温度影响较小;专业冷却油更适合用于空心滚珠丝杠的冷却,合理控制其温升和热变形;热变形和热-结构耦合的分析,给出了最佳内孔直径。为空心滚珠丝杠的设计及研究提供理论依据。     

高速精密滚珠丝杠综合性能试验台设计

随着伺服技术的快速发展,加之电机技术已经相当成熟,高速驱动已经可以达到很高的水平。基于这个原因,在机床行业提出了快速进给这个要求。一般来说,高速进给的速度要达到60 m/min,加速度要达到1 g。作为传动链的重要一环,对滚珠丝杠高速化的研究显得越来越重要。在以往,试验环节被国内的丝杠生产厂家与研究机构严重忽视了,对丝杠的各种改进措施只有大概的、定性的了解,没有具体试验的支撑。近年来,基础参数的获取逐渐被国内重视。因此,高速滚珠丝杠副综合性能试验台的设计与开发显得越来越重要。研发了一种高速精密滚珠丝杠综合性能试验台,可以测量滚珠丝杠的众多参数。介绍了其通用性的机械结构,并简述了其测试系统的搭建。     

滚珠丝杠副可靠性试验设备和试验方法研究

滚珠丝杠副作为数控机床机械传动与定位的首选部件,其可靠性影响着系统的正常工作。通过分析滚珠丝杠副可靠性包含的相关内容,总结滚珠丝杠副的主要失效类型,自主设计了滚珠丝杠副可靠性试验台,介绍了各影响因素的测量方法,提出了滚珠丝杠副可靠性试验方法和评估方法。     

基于直线电机的高速滚珠丝杠副寿命试验机设计

针对高速滚珠丝杠副性能指标的测量需求,设计了一套基于直线电机的高速滚珠丝杠副寿命测试试验系统,系统以直线电机为加载机构、旋转伺服电机为丝杠驱动机构、多轴运动控制卡为运动控制器。据此系统设计的滚珠丝杠副高速加载跑合寿命试验机在连续稳定变负载的情况下,可以对滚珠丝杠在高速、高加速度、大负荷等条件下进行长时间运行测试,满足寿命试验机对滚珠丝杠副寿命试验和相关参数的测试要求。试验结果证明了系统的可行性。     

飞行模拟器六自由度运动系统负载交联耦合的研究

以所研制的飞行模拟器液压六自由度运动系统试验样机为研究对象 ,通过建立运动系统的多通道数学模型 ,对并联六自由度运动系统的耦合特性作了定性分析 ,探讨了该类控制系统的特点和适用的控制策略 ,并在试验样机上作了实验研究 ,从理论和实践上对并联六自由度运动系统的负载交联耦合特性作了深入的研究。     

CKT6150数控车床进给系统的设计

介绍了伺服电机驱动精密滚珠丝杠实现进给运动的设计过程,包括联轴器及轴承的设计;经实践应用表明,进给系统的性能可靠.     

基于扰动补偿算法的拉床主溜板双伺服同步驱动控制策略

阐述电伺服拉床的机电一体化系统结构,介绍拉床工作台的双伺服同步驱动系统及双滚珠丝杠机械传动机构。为提高拉削过程负载断续变化时主溜板同步运行的精度,从提高单轴伺服系统本身抑制负载扰动性能的角度出发,设计基于扰动辨识和补偿机理的自校正算法,重点分析其原理。基于该自校正算法设计并实现了双轴同步驱动的控制策略,该控制策略具有简单可靠易实现的特点。以一台20 t的伺服拉床为研究对象,分别在两主溜板耦合和不耦合且受力不平衡的情况下对控制策略的同步性能进行了多种吨位的加工测试,试验结果显示该扰动补偿算法是有效的,基于该扰动算法的同步控制策略具有很好的同步精度,这给双滚珠丝杠伺服同步控制系统的应用提供了很好的理论参考和试验数据。     

基于伺服电机转矩模式的动态力矩测试系统

为测试阻尼稳速展开机构的稳速能力和带负载特性,采用了基于CANopen协议的力矩传感器及工作于转矩模式下的交流伺服电动机,由工控机及可编程序控制器（PLC）调节转矩大小,实现了对展开机构角度-输出力矩曲线和展开机械-转速曲线的动态测试。试验结果表明,该系统能够对阻尼稳速展开机构特性进行高精度地评测。     

基于复合控制的电动式伺服力加载系统设计及测试

伺服电动缸具有响应快、同步性好及控制精准的特点,拟选用伺服电动缸取代液压缸作为飞机结构静力试验中的加载执行机构。通过设计电动伺服协调加载系统的控制策略,首次将电动式力控加载技术引入到结构静力试验平台;应用MTS控制系统和BECKHOFF嵌入式控制器,对悬臂框结构件分别进行单通道及多通道的电动伺服加载测试;总结电动伺服加载系统控制参数调试方法。研究及测试结果表明,基于复合控制的电动伺服协调加载过程准确、平稳,基本满足结构强度试验加载要求,具有一定的推广价值。     

精密校直液压机离散电液位置伺服系统的研究

在建立精密校直液压机（精校机）电液位置伺服系统离散数学模型的基础上，对精校机电液位置伺服系统的性能进行研究，设计了精校机电液位置伺服系统的实验系统，并在不同负载下对精校机电液位置伺服系统进行了实验研究，为国产精校机的开发提供了理论和技术支持。     

起落架收放试验全电伺服控制气动载荷模拟系统性能分析

以新型起落架收放试验全电伺服控制气动载荷模拟系统为研究对象,建立新型全电伺服控制系统的数学模型,采用MATLAB/SIMULINK软件对该数学模型进行仿真。研究结果表明:仿真结果与试验结果吻合良好,最大误差在7%以内,平均误差在4%以内。验证了该全电伺服控制气动载荷试验模拟系统的合理性与有效性,说明本文设计的全电伺服控制气动载荷模拟系统自动化程度高、响应速度快、控制精度高以及可靠性好,并具有很好的载荷跟随性。     

精密行星伺服减速器滞回曲线测试系统

减速器的滞回曲线测量是确定其扭转刚度、传动精度的重要手段。传统的逐步加载法耗时长、精度提高困难,文中提出了电机连续加载的测试方法,设计了精密行星伺服减速器静态测试的新方案,开发了基于LabVIEW的滞回曲线测试系统。实验结果表明,该方案具有较高精度,满足快速测量要求,并以此提出了一种新的滞回曲线测量标准。     

超净环境下垂直升降机构的设计

在洁净度100级环境中,根据洁净、行程、空间等要求,选定"伺服电机+滚珠丝杠+滚动直线导轨"的驱动方式垂直提升重物.采用两根滚珠直线导轨副克服重物偏载对滚珠丝杠的弯矩.分析计算了滚珠丝杠的轴向栽荷、强度、刚度、稳定性和升降机构的整体受力模型,与Ansys workbench对机构进行的建模及应力应变分析结果进行了比较.研究了运动部件的润滑脂对超净环境的影响.