滚珠丝杠副精度保持性评估试验研究

发布时间：2022-01-14 21:16

　　为了完善滚珠丝杠副精度保持性评估体系,针对现阶段精度保持性评估指标的局限性,提出行程误差失效、行程误差退化速率、预紧力失效次数、预紧力退化速率以及异常次数5个评估指标,并说明了各指标的计算方法。然后基于转数折合算法、max-min归一化算法以及层次分析法提出滚珠丝杠副精度保持性综合评估算法。随后,对4套3210和2套3212型滚珠丝杠副进行精度保持性评估试验,试验结果表明,预紧力失效以及异常次数增多均会加快行程误差退化,验证评估指标的必要性。同时,使用所提方法对试验结果进行评估,得出所有样件的精度保持性水平排序为3>4>2>1>6>5,解决了雷达图、传统方法无法综合得出各个样件精度保持性水平排序的问题,验证评估方法的可行性。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

精度保持性综合评估层次结构模型

汇总分析之前的滚珠丝杠副精度保持性测评报告并绘制评估指标分布,如图2所示,滚珠丝杠副行程误差失效立即停止试验,说明行程误差失效对精度保持性试验具有决定性的作用;行程误差退化速率直接反映行程误差的退化情况,退化速率越快行程误差越容易失效,精度保持性越差;试验中发生了3次预紧力失效,每次失效均对应行程误差退化速率加快,加快了丝杠副的磨损;预紧力退化速率较大的阶段,其行程误差的退化速率也较大,二者相互关联;行程误差、预紧力的加速退化均伴随着异常情况的发生,且运行转数越高,磨损越严重,发生异常情况的危害性越高。结合表2与图2,以相对重要程度最小的指标按标度1分为基础,业内专家将行程误差失效重要程度判定为介于稍微重要与明显重要之间的4分;相对于行程误差失效,试验中丝杠断裂等重大事故直接导致试验终止,专家将该重要程度判定为5分,但该情况在精度保持性试验中从未发生;预紧力失效与行程误差退化速率均直接反映行程误差的退化情况,二者的重要程度稍小于行程误差失效,判定为3分;异常次数反映滚珠丝杠副状态监测情况,是其他指标的退化情况的间接体现,重要程度最小,判定为1分;预紧力退化速率的重要性介于预紧力失效、行程误差退化速率与异常次数之间,判定为2分,构造判断矩阵如下。

使用3个试验台进行精度保持性评估试验,如图3所示为滚珠丝杠副精度保持性试验台,该试验台可以同时两根丝杠进行精度保持性跑和试验,涡流制动器对丝杠副加载,拉压力传感器可测量加载力大小,状态检测模块监测丝杠副运行中的温升、振动情况。如图4所示为滚珠丝杠副行程误差试验台,该试验台安装有用来测量实际直线位移以及丝杠旋转角度的激光位移传感器和圆光栅,实现丝杠、丝杠副行程误差的测量,其测量精度为0.01 μm。如图5所示为滚珠丝杠副摩擦力矩试验台,该试验装置通过力传感器测量丝杠副的空载扭矩,进而测量预紧力。图4 滚珠丝杠副行程误差试验台

【参考文献】：
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本文编号：3589227