数控机床滚珠丝杠副性能退化评估技术研究

为了确保数控机床的精度,需要对数控机床的滚珠丝杠性能退化进行有效评估。因此,有必要分析滚珠丝杆在线监测系统、动态聚类处理技术以及数控机床滚珠丝杠副性能退化评估技术。     

滚珠丝杠副的弯曲变形对传动精度的影响分析

滚珠丝杠是数控机床进给系统的关键元件之一,其变形将影响数控机床进给系统的定位精度。文中运用有限元分析方法,分析了滚柱丝杆副在自重作用下的弯曲变形对滚珠丝杠的轴向滞后量及螺距误差的影响,提出了减小变形和误差的对策。     

电子驻车用滚珠丝杆组件耐久效率试验的研究及应用

研制了一种电子驻车(简称EPB)用滚珠丝杆组件耐久效率试验机,可以模拟滚珠丝杆组件的载荷、转速、油压及温度等工况参数,测试了电子驻车系统的滚珠丝杆组件性能,为滚珠丝杆组件性能分析提供准确的试验数据。该试验机测试结果与国外研制的同类设备测试结果基本一致,验证了该试验机的可靠性。采用该试验机对新开发的滚珠丝杆组件进行效率与耐久测试,耐久后零件的精度、效率均大于客户要求,验证了新开发的滚珠丝杆组件的效率与耐久性能指标,均可满足实际工作要求。     

进给系统轴承预紧与丝杆拉伸装配的关键技术参数

归纳整理了数控机床进给系统轴承预紧和滚珠丝杆预拉伸的关键技术参数计算式,对角接触球轴承预紧和滚珠丝杆预拉伸的装配要求进行了讨论,提出了测定轴承预紧量和丝杆拉伸量的实验方法,给出了某进给系统轴承预紧与丝杆拉伸装配的关键技术参数计算实例.     

基于动态模型纺织机器滚珠丝杆机构振动特性研究

针对纺织机器滚珠丝杆机构振动问题,建立滚珠丝杆传动机构的动态振动模型,研究了预加载荷、工作台质量、扭转刚度、等效轴向刚度及滚珠螺母的轴向刚度和滚珠丝杆质量对滚珠丝杆传动系统振动特性的影响,以振动加速度为表征形式。研究结果表明,随着预加载荷、扭转刚度、等效轴向刚度、滚珠螺母轴向刚度增加及工作台质量、滚珠丝杆质量减小,滚珠丝杆的振动加速度峰值频率逐渐增加;随着预加载荷、滚珠螺母轴向刚度增加及工作台质量、滚珠丝杆质量减小,振动加速度峰值逐渐增加;随着扭转刚度增加,振动加速度峰值呈现先减小后增加再减小的趋势;随着等效轴向刚度增加,振动加速度峰值呈现先减小后增加再减小的趋势;随着预加载荷增加,滚珠丝杆的传递功率逐渐增加。     

改进BP神经网络的滚珠丝杆故障诊断研究

鉴于数控加工机床、精密仪器等领域对滚珠丝杠功能需求、安全可靠性以及市场竞争需求日益提升的现状,对滚珠丝杆常见故障类型进行诊断研究具有重要的应用价值和指导意义。通过分析滚珠丝杆常见故障类型与原因,以其中四种故障类型为研究对象,引入自适应学习率和动量附加项因子的方法改进BP神经网络,提高网络系统的收敛速度和稳定性,并建立滚珠丝杆故障诊断网络模型。通过对不同故障类型的滚珠丝杆进行测试试验,提取发生故障的振动信号特征参数,将测试样本数据用于BP神经网络训练,并用未知故障滚珠丝杠的测试数据进行故障类型诊断。试验结果表明,该改进算法可以准确地诊断出未知滚珠丝杠故障类型;且单一样本类型故障类型诊断概率均高于90%,有效地避免故障类型误判,为解决其故障问题提供理论依据。     

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。     

端块式滚珠丝杠副振动特性分析

为了分析高速下滚珠丝杠副的振动特性,以端块式滚珠丝杠副为研究对象,考虑螺母移动下的动态特性,建立了滚珠丝杠副的振动模型。首先基于可考虑螺母滚道与丝杠滚道接触界面润滑作用的刚度和阻尼矩阵,建立了柔性滚珠丝杠副的混合模型;其次在滚珠丝杠振动与噪声测试实验台上对振动数据进行了采集与分析;最后利用振动模型并结合实验,分析了不同转速和螺母位置的改变对其振动的影响。分析结果表明,螺母在整个振动系统中扮演着移动支撑的角色,螺母的移动对滚珠丝杠副的振动特性有显著影响。     

滚珠丝杠副综合性能动态测量系统设计

介绍了滚珠丝杠副综合性能动态测试系统设计,根据测试系统技术要求,确定了测试系统总体方案,对系统的机械结构及电气组成进行了设计,确定了试验条件及测量方法,开发了系统测试软件。构建的测试系统可以动态实时测量滚珠丝杠副在四种安装方式下振动、噪声、温升、极限转速等性能。通过试验及试验数据采集与分析,根据HJS056动态测量的滚珠丝杠副噪声、振动、温升、极限转速等性能测试结果,取得了四种安装方式下滚珠丝杠副性能试验结论,为滚珠丝杠副的优化设计提供实验数据。     

如何保持滚珠丝杆的精度

分析了滚珠丝杆的结构特征和引起定位精度降低的主要原因;介绍了滚珠丝杆中的摩擦特性;详细介绍了提高滚珠丝杆精度的方法;针对热膨胀引起的定位精度变化,阐述了滚珠丝杆在高负载工作中的热影响。实践表明,在降低滚珠丝杆中的振动、扭矩和摩擦热的影响之后,就能有效地保持滚珠丝杆的精度,并提高机械效率。     

丝杆圆度误差与丝杆副效率影响分析

对于滚珠丝杆来说,效率是一项重要参数,因此对于影响效率的丝杆外圆圆度研究是极为必要的,首先对无心磨削工艺系统分析简化,调整无心磨工艺参数,从试制的丝杆中,挑选2件丝杆滚压面外径圆度0.0007mm的丝杆,以及1件圆度≤0.0007mm的合格丝杆,利用3D扫描得到丝杆圆度变形云图,利用理论计算,推导出滚珠丝杆副理论效率值,利用REC效率机对圆度合格品进行效率检测,对比理论推导值,最后将挑选的3件滚珠丝杆副置于刹车卡钳内,利用效率循环耐久试验机对三件滚珠丝杆副进行2000次循环效率检测,验证圆度值对滚珠丝杆副效率的影响。     

浅谈大型滚珠丝杆表面感应 淬火后磨削裂纹的分析及控制

滚珠丝杆副是由丝杆、螺母、滚珠等零件组成的机械元件。它将旋转运动，转变为直线运动，或将直线运动转变为旋转运动，具有传动效率高、定位精度高、传动可逆性、使用寿命长和同步性能好等优点，因而广泛应用于各种工业设备、精密仪器和精密数控机床中。     

滚珠丝杆式摆动液压缸设计

针对螺旋式摆动液压缸密封困难,制造成本高等问题,结合单活塞式双作用液压缸和滚珠丝杆副的传动特点,设计了一种基于滚珠丝杆副的新型摆动液压缸,分析了其结构原理,给出了输出扭矩和摆角计算公式.新型摆动液压缸利用滚珠丝杆的传动可逆性将活塞杆的推力直接转化为扭矩输出,结构简单紧凑,传动效率高,响应迅速,输出摆角范围大,与现有同类...     

精密丝杠副摩擦力矩波动及滚珠冲击的试验研究

为了研究滚珠丝杠副摩擦力矩波动及滚珠冲击的影响因素,对不同型号的丝杠摩擦力矩波动与滚珠的冲击响应进行了测试分析,结果表明:摩擦力矩的波动频率与滚珠对返向器的冲击频率之间存在频率相等、相位滞后的对应关系;丝杆转速的増大使得返向器内前后滚珠间速度差减小,滚珠进出滚道的加速度冲击响应与丝杠转速呈相反趋势;预紧力的大小对丝杠的冲击有较大的影响。     

基于LabVIEW的高速滚珠丝杠副综合测试系统研发

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高寿命、高可靠性等要求,采用各种专业传感器及美国NI多功能M系列数据采集卡PCI6250作为测试系统的数据采集前端,以LabVIEW为系统开发平台,设计实现了基于LabVIEW的高速滚珠丝杠副综合性能测试系统.该测试系统集数据采集、显示、存储和生成报告等功能为一体,可实现滚珠丝杠副加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度及动刚度、摩擦力矩等性能参数的在线实时测量.基于LabVIEW的滚珠丝杠副综合测试系统的成功开发为高速滚珠丝杠副产品性能的提高提供了有参考价值的检测手段.     

滚珠丝杠副的选型计算与应用

在数控机床的设计中,为了满足数控机床高进给速度、高定位精度、高平稳性和快速响应的要求,必须合理选择滚珠丝杠副。滚珠丝杠的选择主要包括精度、尺寸规格（包括导程与公程直径）、承载能力、支承方式等几个方面的内容。除此之外,还应对其进行必要的校核计算,如对细长而又承受压缩载荷的滚珠丝杠应作压杆稳定性核算;对转速较高,支承距离大的滚珠丝杠副应作临界转速校核;对精度要求高的滚珠丝杠应作刚度校核等。     

滚珠丝杠副热伸长测量系统设计

针对滚珠丝杠副温位移测量的要求,设计了滚珠丝杆副热伸长测量系统。介绍了试验台的硬件组成及数据采集流程。根据已有的设备制定了2种实验方案,对比分析后采用更符合实际工况的试验方案2,对汉江生产的某型号P3级精度丝杠的热伸长量进行了检测。运用最小二乘法对实验数据进行了处理分析,得出丝杠温升与伸长的关系。     

数控机床进给系统轴向定位精度分析

滚珠丝杠副作为精密、高效的传动元件在精密机床、数控机床中得到广泛应用。在数控机床的进给传动系统中,经常采用滚珠丝杠作为传动元件,其轴向定位精度直接影响了数控机床的整体性能。在数控机床的设计使用中,会有诸多因素对滚珠丝杠轴向定位精度造成影响,本文对这些因素进行分析,并提出一些相应的应对措施。1.滚珠丝杠系统轴向刚度随着数控机床的发展,快移速度及进给速度要求不断提高,导致滚珠丝杠系统所承受的轴向力越来越大。     

基于结合部刚度特性的滚珠丝杠进给系统动态特性分析

滚珠丝杠进给系统的动态特性对数控机床的定位精度、加工性能和振动等特性具有重要影响。针对滚珠丝杠进给系统理论建模中结合部刚度难以确定的问题,以自行设计制造的滚珠丝杠进给系统为研究对象,基于吉村允效法计算进给系统固定结合部的刚度;根据滚珠丝杠副、滚动导轨副和轴承结合部的共同特点,提出基于Hertz接触理论的进给系统滚动结合部刚度计算方法,建立进给系统的有限元模型。在此基础之上,对进给系统进行理论和试验模态分析,通过模态振型和固有频率的对比验证了有限元模型和滚动结合部刚度计算方法的正确性。根据所建立的有限元模型,着重分析工作台的质量和位置、滚珠丝杠副的刚度、滚动导轨副的刚度和轴承的刚度等参数对进给系统动态特性的影响。所提出的方法为机床滚动结合部刚度的识别提供了参考,研究结论为滚珠丝杠进给系统的改进设计和动态性能优化提供了依据。     

中空/实心滚珠丝杆温升及热误差试验与分析

滚珠丝杆的热误差是影响高精高速数控机床进给系统的定位误差主要原因之一。对型号为W2806滚珠丝杠进行3种状态的处理,即实心丝杠、无冷却中空丝杠和油冷却中空丝杠进行试验与对比分析。结果表明:采用油冷却的中空丝杠有效抑制滚珠丝杠在高速进给时的温升与热变形,减小伺服进给系统的定位误差,提高机床的加工精度。