模拟实际工况的滚珠丝杠副导轨副综合性能试验台研制开发及试验研究

发布时间：2020-11-13 08:03

　　 滚珠丝杠副和滚动直线导轨作为影响数控机床加工质量的核心功能部件,其性能的高低直接影响到数控机床的水平。为了提高实际工况下滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的刚度,常采用增加滚珠丝杠副和直线导轨副的预紧力的方法提高刚度。在实际使用过程中,由于滚动体和滚道的摩擦磨损会导致预紧力下降、精度降低。为了提高滚珠丝杠副、导轨副的精度保持性和可靠性,各生产企业研究开发了许多加载试验台,开展了大量的试验研究工作,现有试验台设计方案基本是通过对滚珠丝杠副或导轨副施加一定载荷,然后进行运行测试试验,对滚珠丝杠副和导轨副的试验是分开进行的。这和实际机床上滚珠丝杠副、导轨副同时承受变化的载荷情况不同。本课题开发能够模拟滚珠丝杠副导轨副在机床上实际载荷工况,同时对丝杠副和导轨副进行加载试验的试验装置,完善测试系统并开展相关试验研究。首先介绍了模拟实际工况的滚珠丝杠副导轨副综合性能试验台的主要设计要求和性能指标,对试验台的机械结构的主要设计方案和各功能模块组成进行了介绍;分析了试验台测控系统硬件设计方案,满足了精度保持性试验各项测试的要求;完成了试验台测控系统软件设计,为下一步测量软件的设计开发提供条件。以铣削45#钢作为实际加工工况,根据相关文献,设计了丝杠和导轨的受力大小与进给速度,并由此确定了试验台的加载力大小以及变化规律,根据其加载工况选择了液压加载方式,并对液压伺服加载系统的总体结构与工作方式进行了介绍。其次,然后根据滚珠丝杠副与滚动直线导轨精度保持性的测试要求,介绍了滚珠丝杠副螺旋线精度检测原理,并完成在测量系统的软件设计与硬件选型。设计了滚珠丝杠副与导轨副的加载力检测系统,完成了摩擦力、温度、振动的在线测量系统的设计,包括测量原理、传感器的选取、安装使用方法以及软件的设计流程、测试功能的实现方法等。最后进行加载运行试验,对滚珠丝杠副的运动精度、振动、摩擦力矩等参数进行在线检测,并将滚珠丝杠副的运动精度检测结果与离线检测结果进行对比,验证了本系统检测的准确性与可靠性。对滚动直线导轨副进行了摩擦力、温升、振动等在线检测,为进一步开展精度保持性理论研究提供了技术手段和试验方法。
【学位单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG659
【部分图文】：

(a) 滚珠丝杠副 (b) 滚动直线导轨图 1.1 滚动功能部件珠丝杠副与导轨副方向上研发与生产已有 50 多年，国内出现很多现滚珠丝杠副与导轨副的规模化、系列化生产，实现了从“省能

模拟实际工况的滚珠丝杠副导轨副综合性能试验台实物照片

图 2.3 试验台测控系统原理图 2.3，伺服系统通过伺服电机控制控制丝杠的转动速度与方向。光栅尺采集滚珠丝杠副的位移信号与转角信号，经计数采集卡传输到上位机序将计数采集卡的信号进行换算，计算得到的螺母理论位移与测量得
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 许胜;姚振强;王洪雨;董军;沈洪;;滚珠丝杠摩擦力矩影响因素的正交分析[J];精密制造与自动化;2015年04期

2 姜洪奎;宋现春;李彦凤;李丽;高山龙;马洪君;宋义顺;;滚珠丝杠副磨损失效机理研究进展[J];山东建筑大学学报;2015年02期

3 张佐营;杨根喜;姜洪奎;;高速滚珠丝杠副的碰撞噪声控制[J];噪声与振动控制;2014年03期

4 冯虎田;;滚动功能部件发展现状、差距及重大专项研究进展[J];金属加工(冷加工);2014年02期

5 张永;王科社;闫海峰;郝大贤;;高速滚珠丝杠副精度保持性和精度保持性试验台的设计[J];机械工程师;2013年12期

6 张义民;;机械动态与渐变可靠性理论与技术评述[J];机械工程学报;2013年20期

7 冯虎田;;滚动功能部件综合性能检测及可靠性研究发展趋势[J];金属加工(冷加工);2012年05期

8 牟世刚;冯显英;;高速滚珠丝杠副动态特性分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2011年12期

9 李春梅;冯虎田;韩军;殷爱华;;直线导轨摩擦力测控系统设计[J];机床与液压;2010年21期

10 冯虎田;杨艳国;王小牧;彭晓强;;滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计[J];金属加工(冷加工);2010年20期

相关硕士学位论文 前10条

1 戴鹏;滚珠丝杠副精度损失及其试验台测控系统设计[D];南京理工大学;2015年

2 赵佳佳;高速滚动直线导轨副综合性能试验台的开发及其实验研究[D];山东建筑大学;2014年

3 徐令令;高过载工况下滚珠丝杠副的失效分析与性能试验研究[D];南京理工大学;2014年

4 张海水;滚珠丝杠副可靠性试验台的研制及其实验研究[D];山东建筑大学;2013年

5 张雪;滚柱直线导轨副综合性能检测系统开发[D];大连理工大学;2012年

6 屠国俊;滚动功能部件可靠性试验、分析及评估方法研究[D];南京理工大学;2012年

7 陈金舰;滚动直线导轨副数控精密工作台的静动态性能分析[D];东北大学;2011年

8 张学中;数控铣削过程铣削力建模及仿真系统研发[D];河北工业大学;2011年

9 张振宇;高速滚珠丝杠副综合性能测试系统开发与应用[D];南京理工大学;2008年

10 赵江杰;滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计与分析[D];南京理工大学;2007年

本文编号：2881956