本发明专利技术公开了一种滚珠丝杠副可靠性试验装置。被测丝杠采用丝杠支撑单元两端支撑，加载机构通过工装与被测丝杠副的两个螺母连接，从而给每一根被测丝杠副上两组螺母之间施加内部拉/压载荷，并采用拉压力传感器对加载力进行实时测量。通过变频电机带动被测丝杠副的正反转，带动加载机构在床身上进行来回往复运动，从而完成对丝杠副螺纹全长的可靠性试验和测试。试验过程中被测丝杠的运行状态通过动态扭矩传感器、噪声传感器、振动传感器进行实时监测，以判断试验是否继续进行。本发明专利技术能够对滚珠丝杠副可靠性进行试验，可同时带动三根或三根以下被测丝杠进行测试试验，效率高，试验数据真实可靠。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种滚珠丝杠副可靠性试验装置。被测丝杠采用丝杠支撑单元两端支撑，加载机构通过工装与被测丝杠副的两个螺母连接，从而给每一根被测丝杠副上两组螺母之间施加内部拉/压载荷，并采用拉压力传感器对加载力进行实时测量。通过变频电机带动被测丝杠副的正反转，带动加载机构在床身上进行来回往复运动，从而完成对丝杠副螺纹全长的可靠性试验和测试。试验过程中被测丝杠的运行状态通过动态扭矩传感器、噪声传感器、振动传感器进行实时监测，以判断试验是否继续进行。本专利技术能够对滚珠丝杠副可靠性进行试验，可同时带动三根或三根以下被测丝杠进行测试试验，效率高，试验数据真实可靠。【专利说明】一种滚珠丝杠副可靠性试验装置
本专利技术属于机械装置可靠性试验
，特别是一种滚珠丝杠副可靠性试验装置。
技术介绍
滚珠丝杠副是一种闻精度、闻效率和闻使用寿命的直线驱动单兀，被广泛应用于机床、汽车和航空航天等领域，其使用寿命与使用性能可靠性非常重要。滚珠丝杠副主要由丝杠、滚珠、螺母等组成，滚珠与滚道面在工作负载作用下相互接触，当接触应力超过弹性极限后，就要产生塑性变形，在滚道表面出现永久性印痕；滚珠不断地从滚道表面某一点滚过，接触处承受着重复接触应力的作用，经过一定的应力循环次数后，滚道表面就要产生疲劳点蚀。上面两种情形都会使滚珠丝杠副的精度下降，传动质量降低，最后导致失效，影响滚珠丝杠副的功能可靠性。目前专用的滚珠丝杠副可靠性试验装置还不多见，需要开发一种专用的评价滚珠丝杠副可靠性的试验装置，为新产品研发或产品改进提供实际数据依据。国内滚珠丝杠副行业，针对可靠性方面已经有了一些初步的试验装置，但只能进行环境模拟，不能对实际工况进行模拟，或者适用范围很窄，测试的行程较短，只能进行单向加载，不具有通用性，国外相关设备未见公开报道，所以研究大负载可靠性试验台是满足现实需求的，并能为新产品的可靠性设计提供支持和帮助。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种滚珠丝杠副可靠性试验装置。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种滚珠丝杠副可靠性试验装置，包括床身部件、试验台头架部件、加载部件、尾架部件和驱动部件；所述驱动部件位于床身部件的一侦牝试验台头架部件位于床身部件上表面靠近驱动部件一侧，尾架部件位于床身部件上表面远离驱动部件一侧，加载部件位于床身部件的上方并位于试验台头架部件和尾架部件之间，所述加载部件可在驱动部件的驱动下相对床身部件往复运动； 所述床身部件包括床身、头架支撑板、防撞块、润滑泵、尾架支撑板、接近开关、坦克链托架和限位开关；所述床身上表面靠近驱动组件一端设置头架支撑板，床身上表面的另一端设置尾架支撑板，头架支撑板和尾架支撑板的内侧均设置三个防撞块，润滑泵和坦克链托架分别设置于床身的两个侧面，床身的侧面还设置限位开关，该限位开关与坦克链托架位于同一侧，限位开关位于床身靠头架支撑板的一端，床身上表面设置两条相互平行的梯形槽，该梯形槽的延伸方向与床身的长度方向一致，其中靠近坦克链托架的梯形槽内设置四个接近开关； 所述试验台头架部件包括变频电机从动同步带轮、传动主轴、主轴从动带轮、从动带轮、同步带、主动轴轴承座支架、从动轴轴承座支架和三组相同的丝杠轴端支撑单元，分别为左丝杠轴端支撑单元、中丝杠轴端支撑单元和右丝杠轴端支撑单元，每个丝杠轴端支撑单兀均包括头架、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、头架从动轴；其中第一联轴器与动态扭矩传感器连接，动态扭矩传感器的另一端与第二联轴器连接，第二联轴器的另一端与滚珠丝杠连接；主动轴轴承座支架设置在头架支撑板上，主动轴轴承座支架上设置传动主轴，传动主轴上设置变频机从动同步带轮，传动主轴的另一侧设置两个主轴从动带轮，两个主轴从动带轮上均各自套有同步带，其中一个同步带同时套在左从动带轮上，另一个同步带同时套在右从动带轮上，左从动带轮套在左头架从动轴上，该左头架从动轴设置在左从动轴轴承座支架上，右从动带轮套在右头架从动轴上，该右头架从动轴设置在右从动轴轴承座支架上； 左头架从动轴与左丝杠轴端支撑单元的第一联轴器相连，左丝杠轴端支撑单元的第二联轴器与第一滚珠丝杠相连，传动主轴与中丝杠轴端支撑单元的第一联轴器相连，中丝杠轴端支撑单元的第二联轴器与第二滚珠丝杠相连，右头架从动轴与右丝杠轴端支撑单元的第一联轴器相连，右丝杠轴端支撑单元的第二联轴器与第三滚珠丝杠相连。所述试验台加载部件包括三个相同的加载单元，每个加载单元均包括伺服电机、减速器、纵向螺母加载机构、受载端基座、支架、螺母工装、丝杠螺母、导轨滑块、导轨； 所述导轨位于床身的上表面，导轨上设置两个导轨滑块，一个导轨滑块上设置纵向螺母加载机构，另一个导轨滑块上设置受载端基座，纵向螺母加载机构和受载端基座之间通过拉压力传感器相连，纵向螺母加载机构上设置支架，支架的上方设置螺母工装，受载端基座的上方设置支架，支架的上方设置螺母工装，上述两个螺母工装朝向相反，伺服电机和减速器均设置在纵向螺母加载机构上，伺服电机的输出轴通过减速器与纵向螺母加载机构相连，为其提供动力，纵向螺母加载机构主要包括主动齿轮轴、从动齿轮、加载螺母、加载梯形丝杠、花键导向套、拉压力传感器、受载端、调节螺母、拧紧螺母；主动齿轮轴两端通过滚动轴承固定在基座上且一端与减速器相连，加载梯形丝杠通过滚针轴承固定在基座上，力口载螺母套在加载梯形丝杠上，丝杠的梯形齿与加载螺母啮合配合，加载螺母通过螺钉与从动齿轮同轴固接，从动齿轮与主动齿轮轴啮合配合，花键导向套套在加载梯形丝杠靠近拉压力传感器一端的花键上，并通过螺钉固定在基座上，加载梯形丝杠的一端与拉压力传感器通过螺纹连接，拉压力传感器的另一端与受载端通过螺纹连接，受载端插在调节螺母中，并通过拧紧螺母与调节螺母拧紧，调节螺母通过螺纹拧在基座上。所述试验台尾架部件包括尾架、丝杠尾部支撑单元、螺纹套筒、拧紧螺母；尾架通过螺栓固接于尾架支撑板上；螺纹套筒固定于尾架的端面，丝杠尾部支撑单元通过拧紧螺母固定于尾架中；所述丝杠尾部支撑单元、螺纹套筒和拧紧螺母同轴设置。所述试验台驱动部件包括变频电机、变频电机支座、变频电机输出轮、主动同步带、变频电机外壳；所述变频电机支座固定于地面，其上安装变频电机；变频电机输出轮上套有主动同步带，该同步带同时套在变频电机从动同步带轮上，变频电机输出轮通过主动同步带将运动传递至变频电机从动同步带轮，从而驱动这个被测系统的运动。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为:1)本专利技术采用滚珠丝杠螺母纵向加载机构，配备不同型号的工装，对各种型号的滚珠丝杠副螺母均可进行加载，具有通用性强的优点，最大程度的模拟实际工况加载方式；2)本专利技术的装置可同时进行三根或三根以下被测丝杠副的可靠性试验，可以根据被测丝杠副的型号不同配备相应的加载力，试验效率高；3 )本专利技术的装置可验证在不同加载状况、不同负载条件下，滚珠丝杠副的失效形式和失效特征；4)本专利技术的试验装置可检测滚珠丝杠副失效时的振动、噪声、温升等信号，提取失效特征，为可靠性预计与可靠性优化提供试验支撑；5)采用滚珠丝杠螺母纵向加载机构，可实现轴向双向可控加载，最大5t,精度2% ;6)本专利技术的试验装置可根据需求,对被测丝杠选择合适的支撑方式，可模拟的支撑方式有固定-固本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种滚珠丝杠副可靠性试验装置，其特征在于，包括床身部件[Ⅰ]、试验台头架部件[Ⅱ]、加载部件[Ⅲ]、尾架部件[Ⅳ]和驱动部件[Ⅴ]；所述驱动部件[Ⅴ]位于床身部件[Ⅰ]的一侧，试验台头架部件[Ⅱ]位于床身部件[Ⅰ]上表面靠近驱动部件[Ⅴ]一侧，尾架部件[Ⅳ]位于床身部件[Ⅰ]上表面远离驱动部件[Ⅴ]一侧，加载部件[Ⅲ]位于床身部件[Ⅰ]的上方并位于试验台头架部件[Ⅱ]和尾架部件[Ⅳ]之间，所述加载部件[Ⅲ]可在驱动部件[Ⅴ]的驱动下相对床身部件[Ⅰ]往复运动；所述床身部件[Ⅰ]包括床身[1]、头架支撑板[2]、防撞块[3]、润滑泵[4]、尾架支撑板[5]、接近开关[6]、坦克链托架[7]和限位开关[8]；所述床身[1]上表面靠近驱动组件一端设置头架支撑板[2]，床身上表面的另一端设置尾架支撑板[5]，头架支撑板[2]和尾架支撑板[5]的内侧均设置三个防撞块[3]，润滑泵[4]和坦克链托架[7]分别设置于床身的两个侧面，床身的侧面还设置限位开关[8]，该限位开关[8]与坦克链托架[7]位于同一侧，限位开关[8]位于床身[1]靠头架支撑板[2]的一端，床身上表面设置两条相互平行的梯形槽，该梯形槽的延伸方向与床身的长度方向一致，其中靠近坦克链托架[7]的梯形槽内设置四个接近开关[6]；所述试验台头架部件[Ⅱ]包括变频电机从动同步带轮[9]、传动主轴[10]、主轴从动带轮[11]、从动带轮[12]、同步带[13]、主动轴轴承座支架[14]、从动轴轴承座支架[15]和三组相同的丝杠轴端支撑单元，分别为左丝杠轴端支撑单元、中丝杠轴端支撑单元和右丝杠轴端支撑单元，每个丝杠轴端支撑单元均包括头架[16]、第一联轴器[17]、动态扭矩传感器[18]、第二联轴器[19]、头架从动轴；其中第一联轴器[17]与动态扭矩传感器[18]连接，动态扭矩传感器[18]的另一端与第二联轴器[19]连接，第二联轴器[19]的另一端与滚珠丝杠连接；主动轴轴承座支架[14]设置在头架支撑板[2]上，主动轴轴承座支架[14]上设置传动主轴[10]，传动主轴[10]上设置变频机从动同步带轮[9]，传动主轴[10]的另一侧设置两个主轴从动带轮[11]，两个主轴从动带轮[11]上均各自套有同步带[13]，其中一个同步带同时套在左从动带轮[12‑1]上，另一个同步带同时套在右从动带轮[12‑2]上，左从动带轮[12‑1]套在左头架从动轴上，该左头架从动轴设置在左从动轴轴承座支架[15‑1]上，右从动带轮[12‑2]套在右头架从动轴上，该右头架从动轴设置在右从动轴轴承座支架[15‑2]上；左头架从动轴与左丝杠轴端支撑单元的第一联轴器相连，左丝杠轴端支撑单元的第二联轴器与第一滚珠丝杠[21]相连，传动主轴[10]与中丝杠轴端支撑单元的第一联轴器相连，中丝杠轴端支撑单元的第二联轴器与第二滚珠丝杠[22]相连，右头架从动轴与右丝杠轴端支撑单元的第一联轴器相连，右丝杠轴端支撑单元的第二联轴器与第三滚珠丝杠[23]相连。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：欧屹，冯虎田，徐益飞，丁聪，韩军，祖莉，梁医，
申请(专利权)人：南京理工大学，张家港斯克斯精密机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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