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滚柱直线导轨副静刚度测评研究

发布时间:2018-02-26 16:30

  本文关键词: 滚柱直线导轨副 静刚度 预紧力 群部变形 测评体系 出处:《南京理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:滚动直线导轨副作为高精度的滚动功能部件,具有定位精度高、磨损小、承载能力强等特点,已被广泛用于数控机床行业。本论文重点研究了滚柱直线导轨副的静刚度性能以及静刚度的影响因素,同时建立了不同厂家导轨副的测评体系。基于赫兹接触理论,推导出导轨副受不同载荷下滚柱的受力变形情况,建立了滚柱直线导轨副受垂直载荷、偏摆载荷和旋转载荷时的静刚度模型,并对导轨副进行了有限元分析。简单阐述了滚动直线导轨副静刚度试验台的结构和测控系统,分析了导轨副静刚度测量工装优化过程中工装的优缺点;对拉压一体工装夹具进行了有限元仿真;介绍了垂直静刚度的测量方法和数据处理方法。各向载荷下,通过对上下两排滚柱的变形及受力分析,从理论上说明了有预紧力作用下,滚柱直线导轨副的静刚度大小是无预紧力下的两倍左右。阐述了导轨副预紧力计算方法,可以通过试验所得静刚度曲线的转折点求预紧力。研究了滑块变形对滚柱直线导轨副静刚度的影响,介绍了滑块在预紧作用下和垂直加载作用下的滑块群部变形测量方法,从测量数据可以看出,滑块的群部扩张主要发生在滑块底部,滑块上的外加垂直载荷越大,群部变形量也就越大。试验发现,考虑滑块的群部变形所得的静刚度大小与实验数据更接近。阐述了测评样件的制备标准、传感器的标定过程以及测评样件的前处理过程,阐述了滚柱直线导轨副摩擦力测量方法。通过四次测评过程中发现的问题,对测评方法进行改进,最终对测评样件进行了系统的分析,总结了导轨副静刚度的测评体系。
[Abstract]:As a high precision rolling function component, the rolling linear guide rail pair has the characteristics of high positioning accuracy, small wear, strong bearing capacity, etc. It has been widely used in NC machine tool industry. In this paper, the static stiffness performance of roller linear guideway pair and the influence factors of static stiffness are studied, and the evaluation system of guide rail pair from different manufacturers is established. Based on Hertz contact theory, The deformation of roller under different loads is deduced, and the static stiffness model of roller guide pair under vertical load, deflection load and rotation load is established. The structure and measurement and control system of the static stiffness test rig for rolling linear guide rail pair are briefly described, and the advantages and disadvantages of the static stiffness measuring tool of guide rail pair in the process of optimization are analyzed. The finite element simulation of tension and compression fixture is carried out, and the measuring method and data processing method of vertical static stiffness are introduced. Under each direction load, the deformation and force of the upper and lower two rows of roller columns are analyzed. It is theoretically explained that the static stiffness of the roller linear guideway pair is about twice as large as that without the pretightening force, and the calculation method of the pretightening force of the guide rail pair is expounded. The influence of slider deformation on the static stiffness of roller linear guideway pair is studied, and the deformation measurement method of slider group under pretightening and vertical loading is introduced. It can be seen from the measured data that the group expansion of the slider mainly occurs at the bottom of the slider, and the larger the external vertical load on the slider, the greater the deformation of the group. The static stiffness obtained by considering the group deformation of the slider is closer to the experimental data. The preparation standard of the test sample, the calibration process of the sensor and the pre-processing process of the test sample are described. This paper expounds the measuring method of friction force of roller linear guideway pair. Through the problems found in the course of four times evaluation, the evaluation method is improved. Finally, the system of measuring static stiffness of guide rail pair is summarized.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG659

【参考文献】

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本文编号:1538790

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