[实用新型]滚珠丝杠动态特性参数的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机床测试领域，具体涉及一种滚珠丝杠动态特性参数的测试装置，尤其是在滚珠丝杠长度可变、公称直径可变、螺母在滚珠丝杠上位置可变以及预拉伸力可调的情况下，该测试装置能够对滚珠丝杠副的动态特性参数进行识别和测量。 

背景技术

目前对滚珠丝杠副的研究主要通过其接触变形来分析它的静、动态特性。滚珠丝杠副属于滚动结合面，其动态特性参数在机床进给系统有着重要影响。王丹、王文竹等在《滚珠丝杠副接触变形影响因素分析》一文中着重讨论外载荷以及螺旋升角和接触角对滚珠丝杠副的静态特性的影响，并未对滚珠丝杠在实际工作状况下其长度、公称直径以及预拉伸力对滚珠丝杠副动态特性的影响加以考虑，该实用新型装置充分考虑上述因素，测试原理正确、机构简单、测试精度高。 

张会端、孙俊玲在《弹性支撑条件下传动丝杠的横向振动分析》一文中，分析了轴承刚度以及转速和预拉伸力对横向振动频率和振型的影响，然而，滚珠丝杠在实际工作中主要承受轴向载荷，其轴向的动态特性对进给系统尤为重要，该实用新型装置可以通过试验，考虑滚珠丝杠长度、公称直径、预拉伸力和螺母与丝杠的位置关系这四个因素对滚珠丝杠副的轴向动态特性和法向动态特性的的影响。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种滚珠丝杠动态特性参数的测试装置，能够测量的滚珠丝杠的长度可以在1m～3m的范围内变动，滚珠丝杠的公称直径可以在40mm～80mm的范围变动，对滚珠丝杠施加的预拉伸力可以在100N～4000N范围内调节。 

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种滚珠丝杠动态特性参数的测试装置，包括测试平台、数据采集器、功率放大器、电荷放大器和计算机，所述测试平台包括底座试验台、滚动导轨、滚动导轨滑块、左轴承座、右轴承座、电机、梅花联轴器、滚珠丝杠、螺母、螺母座、工作台、支架、轴向预拉伸调节装置、激振器、弹性绳、至少一个压电式加速度传感器、阻抗头；所述轴向预拉伸调节装置包括左端锁紧螺母、右端锁紧螺母、左端支撑轴承组、右端支撑轴承组。 

两根滚动导轨通过楔形块平行地固定在底座试验台的导轨安装面上，所述滚动导轨上方分别设有两个滚动导轨滑块，滚动导轨滑块上设有工作台，工作台底部中间连接螺母座，滚珠丝杠、螺母、螺母座、左端支撑轴承组、右端支撑轴承组调整同轴心后，螺母与螺母座采取端面定位方式，通过螺母座轴向端面平均分布的六个螺栓保证滚珠丝杠和螺母在重复装卸时的定位精度，该种装配方法简便易行，而且大大缩减成本，螺母中间贯穿有滚珠丝杠，滚珠丝杠左端轴肩和右端轴肩分别与左端支撑轴承组和右端支撑轴承组过盈配合，所述左端支撑轴承组和右端支撑轴承组分别置于左轴承座和右轴承座内，右轴承座通过螺栓固定在底座试验台右端，所述左轴承座通过底座试验台上加工的T形槽轴向滑动，左轴承座的安装位置可以在距右轴承座1m～3m的范围内进行调节。右端支撑轴承组与滚珠丝杠右端轴肩过盈配合，右端支撑轴承组的两个轴承面对面布置，靠内轴套连接，右端支撑轴承组通过右轴承座、滚珠丝杠右端轴肩、端盖、内轴套和右锁紧螺母完全固定，端盖通过螺栓固定在右轴承座的右端面上，所述右端锁紧螺母旋紧在滚珠丝杠的右端轴肩端部；左端支撑轴承组与滚珠丝杠左端轴肩过盈配合，左端支撑轴承组的两个轴承采用背对背布置，靠外轴套连接，左端支撑轴承组通过左轴承座和内轴套以及左端锁紧螺母顶紧，所述左端锁紧螺母旋紧在滚珠丝杠的左端轴肩端部，通过改变左端锁紧螺母的旋紧量来改变预拉伸力。右轴承座一端设有电机安装架，所述电机安装架内部设有梅花联轴器，所述梅花联轴器两端分别与滚珠丝杠和电机相连；激振器通过弹性绳悬挂在支架上，激振器前端设置阻抗头，阻抗头另一端吸附在工作台上；压电式加速度传感器通过磁头吸附在预先建模确定的各测试点上；阻抗头的力信号输出端和压电式加速度传感器输出端分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器输出端与数据采集器输入端c相连，数据采集器通过USB数据线与电子计算机相连，数据采集器的输出端d与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端e与激振器的输入端相连。 

轴向激振时，对工作台激振，将激振力分离到滚珠丝杠轴的中心上，识别滚珠丝杠副的动态特性参数。工作台的左右两侧分别设置四个压电式加速度传感器，滚珠丝杠两个轴端分别设置一个压电式加速度传感器，再在底座试验台上安放四个压电式加速度传感器来消除基础位移对试验的影响。 

一种滚珠丝杠动态特性参数的测试装置的安装调试方法，包括以下步骤：