滚珠丝杠副寿命试验装置设计及评估方法研究
发布时间：2021-07-20 04:32
本课题以国家重大科技专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发（2012ZX04002021）”为背景,针对滚珠丝杠副的寿命指标进行研究,对比国内外产品,找出寿命的影响因素。需要研制滚珠丝杠副寿命试验装置,设计试验方案,明确试验方法,同时完善试验数据的评估方法。首先分析了滚珠丝杠副寿命的失效模式和测量原理,根据测量原理对寿命试验进行分类,并提出试验需求。根据试验需求,明确试验装置的指标要求和测量参数,即设计的前提条件。在此基础上,对试验台进行总体方案设计,提出双向加载和外力加载两种方案,分别对每种加载方案进行特点分析,双向加载主要用于丝杠副磨损寿命与全寿命试验,外力加载主要用于加速寿命试验,同时提出试验装置的装配精度要求。分别针对两种加载装置的结构进行详细介绍,对于双向加载方案的介绍包括主要组成部件,对外力加载方案进行了详细的结构设计,包括驱动部件与加载部件的选型与校核、头架部件与尾架部件的结构设计与被测丝杠副的支承结构设计、工作台部件的结构设计、床身部件的结构设计以及对床身结构进行有限元分析优化。根据测量参数要求,对试验装置进行测控系统的搭建。测控系统的设计包括硬件设计和软件设计。硬...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１滚珠丝杠副??寿命指标作为产品选型时重要因素，反映滚珠丝杠副产品的性能
设计了不同规格的测试仪器，并应用到产品的研发生产当中，但是由于技术封??锁，很难找到这方面的研究资料。国内企业对于该方面的研究处于起步阶段，研究成果??有限［７］。如图１．２所示，南京理工大学的屠国俊等人设计了重载滚珠丝杠副模拟跑合加??载试验台，试验台左侧电机驱动滚珠丝杠副，右侧旳液压系统提供加载力，试验台可以??在连续加载的条件下对丝杠副进行摩擦力矩、反向间隙等指标的检测，同时配备相应的??测控系统［８］。??．Ｍ??图１．２重载滚珠丝杠副模拟跑合加载试验台??滚珠丝杠副由滚动轴承演化而来，均属于滚动功能部件，所以在失效模式和机理上??具有相似之处。滚动轴承的寿命研究理论与试验方法已经相对成熟，国内外的研究资料??也较多，因此在对滚珠丝杠副寿命加载装置设计的过程中，可以参考滚动轴承的试验加??载装置。ＦＡＧ轴承公司早期研制了?Ｌ１１、Ｌ１７型试验机［９］，此装置已对轴承寿命进行了??大批量基础性测试试验；ＳＫＦ轴承公司研制了?Ｒ系列疲劳寿命试验机［ｉＧ］
圆〒Ｉ长光挪??图２．１检测直线位移行程变动量原理图??如图２．１所示，载荷Ｆ轴向施加在丝杠螺母上，丝杠的旋转行程量Ａ厂由安装在滚??珠丝杠前端的圆磁栅实时测量，对应的丝杠螺母位移行程量ＡＦＺｐ由长光栅实时测量。测??量得到的两个行程量实时传递到计算机进行分析计算，与规定的滚珠丝杠副行程变动量??极值进行比较，从而判断被测滚珠丝杠副是否丧失规定精度。??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]直线滚柱导轨副寿命试验研究[J]. 康献民,赵美玲. 机电工程技术. 2013(08)
[2]重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法研究[J]. 沈嘉禾,陶卫军,冯虎田,屠国俊. 组合机床与自动化加工技术. 2013(04)
[3]精密滚珠丝杠副精度损失模型及其试验研究[J]. 孙震,陶卫军,冯虎田. 组合机床与自动化加工技术. 2013(03)
[4]HEIDENHAIN IK220高速计数卡在数控轧辊磨床上的应用[J]. 谢智立. 精密制造与自动化. 2012(03)
[5]重载滚珠丝杠试验仪的设计[J]. 黄宽,殷爱华. 制造技术与机床. 2012(03)
[6]大型数控螺纹磨床床身的模态分析与优化[J]. 吴晓枫,王禹林,冯虎田. 机械设计与研究. 2010(06)
[7]可靠性分析威布尔三参数估计方法比较分析[J]. 郭必柱,邓建. 科学技术与工程. 2010(25)
[8]滚动轴承寿命与状态特征参数关系的试验研究[J]. 万广伟,裴峻峰,齐明侠. 煤矿机械. 2010(03)
[9]滚珠丝杠副性能指标的测试与研究[J]. 王兆坦,朱继生,张瑞,刘宪银,张佐营,宋现春. 制造技术与机床. 2009(06)
[10]滚珠丝杠传动系统的典型失效分析[J]. 王影. 精密制造与自动化. 2008(04)
博士论文
[1]切削加工过程中刀具磨损的智能监测技术研究[D]. 高宏力.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]滚动直线导轨副寿命试验台设计与试验方法研究[D]. 徐弘博.南京理工大学 2014
[2]精密滚珠丝杠副可靠性试验方法研究及试验装置设计[D]. 陈烨妍.南京理工大学 2014
[3]链式刀库及机械手可靠性综合试验与评估技术研究[D]. 金渊源.南京理工大学 2013
[4]滚珠丝杠螺母结合面参数识别及其进给系统研究[D]. 张明鑫.南京理工大学 2013
[5]滚动功能部件可靠性试验、分析及评估方法研究[D]. 屠国俊.南京理工大学 2012
[6]高速滚珠丝杠副综合性能测量系统设计[D]. 洪宇.南京理工大学 2006
本文编号：3292134
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１滚珠丝杠副??寿命指标作为产品选型时重要因素，反映滚珠丝杠副产品的性能
设计了不同规格的测试仪器，并应用到产品的研发生产当中，但是由于技术封??锁，很难找到这方面的研究资料。国内企业对于该方面的研究处于起步阶段，研究成果??有限［７］。如图１．２所示，南京理工大学的屠国俊等人设计了重载滚珠丝杠副模拟跑合加??载试验台，试验台左侧电机驱动滚珠丝杠副，右侧旳液压系统提供加载力，试验台可以??在连续加载的条件下对丝杠副进行摩擦力矩、反向间隙等指标的检测，同时配备相应的??测控系统［８］。??．Ｍ??图１．２重载滚珠丝杠副模拟跑合加载试验台??滚珠丝杠副由滚动轴承演化而来，均属于滚动功能部件，所以在失效模式和机理上??具有相似之处。滚动轴承的寿命研究理论与试验方法已经相对成熟，国内外的研究资料??也较多，因此在对滚珠丝杠副寿命加载装置设计的过程中，可以参考滚动轴承的试验加??载装置。ＦＡＧ轴承公司早期研制了?Ｌ１１、Ｌ１７型试验机［９］，此装置已对轴承寿命进行了??大批量基础性测试试验；ＳＫＦ轴承公司研制了?Ｒ系列疲劳寿命试验机［ｉＧ］
圆〒Ｉ长光挪??图２．１检测直线位移行程变动量原理图??如图２．１所示，载荷Ｆ轴向施加在丝杠螺母上，丝杠的旋转行程量Ａ厂由安装在滚??珠丝杠前端的圆磁栅实时测量，对应的丝杠螺母位移行程量ＡＦＺｐ由长光栅实时测量。测??量得到的两个行程量实时传递到计算机进行分析计算，与规定的滚珠丝杠副行程变动量??极值进行比较，从而判断被测滚珠丝杠副是否丧失规定精度。??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]直线滚柱导轨副寿命试验研究[J]. 康献民,赵美玲. 机电工程技术. 2013(08)
[2]重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法研究[J]. 沈嘉禾,陶卫军,冯虎田,屠国俊. 组合机床与自动化加工技术. 2013(04)
[3]精密滚珠丝杠副精度损失模型及其试验研究[J]. 孙震,陶卫军,冯虎田. 组合机床与自动化加工技术. 2013(03)
[4]HEIDENHAIN IK220高速计数卡在数控轧辊磨床上的应用[J]. 谢智立. 精密制造与自动化. 2012(03)
[5]重载滚珠丝杠试验仪的设计[J]. 黄宽,殷爱华. 制造技术与机床. 2012(03)
[6]大型数控螺纹磨床床身的模态分析与优化[J]. 吴晓枫,王禹林,冯虎田. 机械设计与研究. 2010(06)
[7]可靠性分析威布尔三参数估计方法比较分析[J]. 郭必柱,邓建. 科学技术与工程. 2010(25)
[8]滚动轴承寿命与状态特征参数关系的试验研究[J]. 万广伟,裴峻峰,齐明侠. 煤矿机械. 2010(03)
[9]滚珠丝杠副性能指标的测试与研究[J]. 王兆坦,朱继生,张瑞,刘宪银,张佐营,宋现春. 制造技术与机床. 2009(06)
[10]滚珠丝杠传动系统的典型失效分析[J]. 王影. 精密制造与自动化. 2008(04)
博士论文
[1]切削加工过程中刀具磨损的智能监测技术研究[D]. 高宏力.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]滚动直线导轨副寿命试验台设计与试验方法研究[D]. 徐弘博.南京理工大学 2014
[2]精密滚珠丝杠副可靠性试验方法研究及试验装置设计[D]. 陈烨妍.南京理工大学 2014
[3]链式刀库及机械手可靠性综合试验与评估技术研究[D]. 金渊源.南京理工大学 2013
[4]滚珠丝杠螺母结合面参数识别及其进给系统研究[D]. 张明鑫.南京理工大学 2013
[5]滚动功能部件可靠性试验、分析及评估方法研究[D]. 屠国俊.南京理工大学 2012
[6]高速滚珠丝杠副综合性能测量系统设计[D]. 洪宇.南京理工大学 2006
本文编号：3292134
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