[发明专利]一种机电作动器故障诊断试验台

权利要求书

1.一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：包括一台提供转矩的电机(1)和一副滚珠丝杠机构，所述电机(1)通过电机底座(2)固定在底板(18)上，所述滚珠丝杠机构包括作旋转运动的丝杠(5)和将旋转运动转化为直线运动的螺母组，丝杠(5)的两端通过轴承固定在两个轴承座上；电机(1)的转轴通过联轴器(3)与滚珠丝杠机构的丝杠(5)连接；电机(1)启动后，通过联轴器(3)把扭矩传递给丝杠(5)，丝杠(5)把旋转运动传给螺母组；所述螺母组通过螺母组底座(11)与直线移动平台(14)固定，直线移动平台(14)在底板(18)上作往复直线运动；所述螺母组底座(11)与负载牵引(21)连接，负载牵引(21)通过牵引绳(23)牵引系统的负载(27)运动；所述底板(18)由底板支架(19)支撑，直线移动平台(14)前侧面固定有限位电磁开关(17)的限位磁铁；

所述螺母组包括主动螺母(12)、从动螺母(6)、连接键、从动螺母座(7)、鼓型螺母(8)、碟型弹簧(9)、套筒(10)和螺母组底座(11)；所述从动螺母(6)与主动螺母(12)通过连接键连接，满足从动螺母(6)与主动螺母(12)之间的预紧力稳定且可调；所述从动螺母座(7)套在从动螺母(6)的外侧，从动螺母座(7)与从动螺母(6)间隙配合；所述从动螺母座(7)的外壁为螺纹面，与鼓型螺母(8)以螺旋副形式配合；

其中，所述主动螺母(12)和从动螺母(6)通过键保持扭矩和转速相同，所述从动螺母座(7)用于和从动螺母(6)配合，同时和所述鼓型螺母(8)以螺纹连接方式配合，通过调整鼓型螺母(8)在从动螺母座(7)上的位置，给所述碟型弹簧(9)施加不同程度的压力，碟型弹簧(9)两端的压力传递至主动螺母(12)、从动螺母(6)，形成螺母的预紧力；

所述从动螺母(6)与主动螺母(12)之间的预紧力设置通过调整安装在从动螺母座(7)上的鼓型螺母(8)与碟型弹簧(9)之间的间距实现；螺母组底座(11)、限位挡块(20)与直线移动平台(14)通过螺栓连接；

本发明所述的机电作动器故障诊断试验台，基于机电作动器的机械运动方程：

其中ω_m为电机(1)的机械角速度，J为转动惯量，T_e为电磁转矩，B为阻尼系数，T_L为负载(27)的转矩；

所述试验台用于模拟包括滚珠丝杠机构的螺母滚珠点蚀、螺母滚道点蚀、螺母磨损、螺母预紧力、丝杆点蚀、丝杆磨损、丝杆支撑轴承点蚀、丝杆支撑轴承磨损、拖动电机转子局部退磁、拖动电机气隙偏心和拖动电机定子匝间短路在内的多种故障模式。

2.根据权利要求1所述的一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：两个轴承座分别是近电机端轴承座(4)和远端轴承座(13)，所述近电机端轴承座(4)内有两个面对面安装的角接触球轴承，所述远端轴承座(13)内安装有一个深沟球轴承。

3.根据权利要求2所述的一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：所述电机(1)、电机底座(2)、联轴器(3)、近电机端轴承座(4)、丝杠(5)、螺母组底座(11)、远端轴承座(13)的中心线都分布在同一轴线上。

4.根据权利要求1所述的一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：所述螺母组底座(11)通过螺纹与负载牵引(21)连接，牵引绳(23)的一端被负载牵引(21)和牵引绳销(22)固定，另一端绕过由牵引滑轮底座(24)支撑的牵引滑轮(25)后被负载插销(26)固定负载(27)。

5.根据权利要求1所述的一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：所述直线移动平台(14)的底部与四个均布的滑块(15)通过螺纹连接固定，四个滑块(15)分别与固定于底板(18)的两条平行布置的直线滑轨(16)配合，用于支撑和保持螺母组的直线往复运动。

6.根据权利要求1所述的一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：所述限位电磁开关(17)在运动至设定的极限位置时，限位开关触发，电机(1)接收到控制信号指令反转，通过联轴器(3)带动丝杠(5)反向旋转，丝杠(5)通过螺旋传动带动主动螺母(12)作直线运动，主动螺母(12)带动螺母组和直线移动平台(14)从极限位置反向运动。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种机电作动器故障诊断试验台，其特征在于：所述电机(1)为永磁同步电动机，所述底板(18)和底板支架(19)采用40型工业铝合材及其连接件，采用榫接和螺纹连接方式固定。