四滑块工作台各滑块承载分布检测装置及方法制造方法及图纸

发明专利技术公开了一种四滑块工作台各滑块承载分布检测装置及方法，包括导轨安装平台、直线导轨、被测滑块、传感器夹具、位移传感器、工作台。被测导轨副安装于工作平台上，由螺栓固定；工作台通过螺栓与滑块相连，被加工零件放置在工作台上；传感器夹具的T型槽件通过螺栓与工作台连接，T型导向柱安装在其内，负责定位与夹紧位移传感器；位移传感器横向安装在夹具上，负责实时测量滑块裙部变形大小。通过弹性梁理论得到滑块内滚珠的载荷分布，并由此得到各滑块的承载分布情况。块的承载分布情况。块的承载分布情况。

【技术实现步骤摘要】
四滑块工作台各滑块承载分布检测装置及方法


[0001]本专利技术属于滚动直线导轨副智能导轨与试验
，特别是一种四滑块工作台各滑块承载分布检测装置及方法。

技术介绍

[0002]滚动直线导轨副是高档数控机床的核心功能部件，其主要由导轨、滑块、滚珠以及反向器等组成。双导轨四滑块导轨副的每根导轨上均布两个滑块，是应用广泛的典型结构。在工作台承受负载时，用于支撑的滑块裙部在载荷作用下产生变形，其变形能直观反映整个滑块的受载状态。针对智能导轨副的检测要求，设计专门测量导轨副滑块裙部变形的装置用于检测工作台各滑块承载分布具有重要的工程应用意义。
[0003]专利CN202110000476公开了一种双轨四滑块滚动导轨副的刚度设计方法，提出了已知工作台整体承受载荷下，求解计算各滑块负载力矩、横向力、垂直力的方法，但是由于滑块内无法安装力传感器，缺少试验结果，仅是理论分析。
[0004]论文《疏亚雅.滚柱直线导轨副静刚度测评研究[D].南京理工大学，2017.》说明了一种测量滚道直线导轨副裙部变形的方法，采用千分表针对滑块裙部某一点单独测量，但是相较于传感器测量精度较低，测量点位随着导轨副承载偏移。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种四滑块工作台各滑块承载分布检测装置及方法，能够专门对导轨副各种载荷条件下的滑块的裙部变形实时监测，并通过弹性梁理论计算得到各滑块的承载分布情况。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0007]一种四滑块工作台各滑块承载分布检测装置，包括：
[0008]安装平台，用于固定两个平行设置的直线导轨；
[0009]工作台，用于安装传感器夹具和测试样件，且固定在被测滑块上；
[0010]测试样件，作为被测滑块的加载部件，以模拟实际生产中的加载工况；
[0011]传感器夹具，用于安装两排共计四个传感器，并调整调整上下两排传感器的高度位置，使得每排传感器正对正对对应排滚珠的中心；每排的两个传感器分别位于对应排滚道的首、尾端；
[0012]传感器，用于测量滑块的裙部变形。
[0013](1)使用裙部变形检测装置，测量得到工作台承载时各个滑块两侧上下滚道首尾的裙部变形量Δc
p,i
，代表第p排滚道第i个滚珠处滑块的裙部变形量，p＝1，2，3，4；
[0014](2)求解滑块内滚珠对裙部的水平力：
[0015][0016]式中，l1、l2分别为上、下滚道
‑
滚珠接触点与滑块上表面的距离；F0为初始预紧载荷；F
p,i
为第p排滚道第i个滚珠的水平力；E、I分别为滑块的弹性模量与转动惯量；
[0017](3)计算滑块内滚珠的法向接触载荷分布情况：
[0018]Q
p,i
＝F
p,i
/cosβ
[0019]式中，Q
p,i
为第p排滚道第i个滚珠对应测量位置的法向接触载荷；β为滚珠与滑块间的法向接触角；
[0020](4)计算四滑块工作台各滑块垂直承载：
[0021][0022]式中n为各排滚珠总数；F
Z
为滑块的垂直方向承载。
[0023]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0024](1)本专利技术通过测量滑块的裙部变形，间接计算滑块承受载荷，解决试验上无法直接测量四滑块工作台各滑块承载分布的难题，可以检测复杂载荷下的承载分布；
[0025](2)本专利技术试验中，裙部变形测量装置6与滑块3的运动相同，保证测量点位的固定，测量更准确；
[0026](3)基于弹性梁理论，实现滑块内部滚珠载荷分布的测量，计算方法简单。
附图说明
[0027]图1为本专利技术测量装置的总体结构示意图。
[0028]图2为传感器夹具局部示意图示意图。
[0029]图3为本专利技术提出的四滑块工作台各滑块承载分布计算方法的流程框图。
[0030]图4为滚动直线导轨副滑块裙部变形示意图。
[0031]图5为滑块内各排滚珠编号示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。
[0033]结合图1，本专利技术的一种四滑块工作台各滑块承载分布检测装置，包括安装平台1、直线导轨2、滑块3、工作台4、测试样件5、传感器夹具6；
[0034]所述直线导轨2通过螺栓连接在安装平台1上，其完全固定；所述四个滑块3安装于两根直线导轨2上，每根直线导轨2分布有两个滑块3；所述工作台4与滑块3通过螺栓固定，其中一侧导轨为定位基准，另一侧为从动导轨；所述测试样件5被固定于工作台任一位置，代表实际生产中的不同加载方式；
[0035]所述传感器夹具6，如图2所示，同一个滑块两侧均安装有该工装，固定于工作台4的裙边，工作台4与滑块3在试验中具有相同的运动，保证传感器测量点的相对固定；所述传感器夹具6包括T型槽件6a、T型导向柱6b、滑动圆柱6c、下传感器定位件6d、4个传感器6e、T
型导向柱定位夹紧螺栓6f、滑动圆柱定位夹紧螺栓6g、传感器夹紧螺栓6h。该夹具T型槽件6a通过两个螺栓固定于工作台侧面裙边，T型导向柱6b和下传感器定位件6d均包含两个上传感器定位孔，用于安装传感器6e，传感器6e通过传感器夹紧螺栓6h固定在T型导向柱6b和下传感器定位件6d上。T型导向柱6b与T型槽件6a滑动连接在滑动槽内，并通过型槽件6a侧端设置的T型导向柱定位夹紧螺栓6f固定位置，实现上下位置可调并固定，实现上排两个传感器6e的位置竖直调动；T型导向柱6b内部有垂直的圆形通孔，用于滑动连接滑动圆柱6c，滑动圆柱6c通过滑动圆柱定位夹紧螺栓6g与T型导向柱6b固定，实现高度位置调节后的固定。滑动圆柱6c与下传感器定位件6d通过螺栓连接，使得下传感器定位件6d能够相对T型导向柱6b上下滑动，实现下排两个传感器6e的位置竖直调动，使得传感器检测点正对上排或下排滚珠的中心；同一排(水平方向)的两个传感器6e测量点分别位于滑块3滚道的首尾端，需要同时测量滑块3的四排滚道；工作台4内侧共有两侧裙边，一侧用于滑块3与工作台4安装时的定位基准，与滑块3紧密接触；另一侧与滑块3侧边有5mm间隙，仅用于传感器夹具6的安装；
[0036]所述传感器夹具6，在试验时，在每个需要测量的滑块3内外两侧各安装一个，传感器测量点为滑块与其滚道内首尾两颗滚珠理论接触点，每个滚道需要两个传感器，测量一个滑块共计需要八根传感器。
[0037]本专利技术提出的四滑块工作台各滑块承载分布计算方法，其流程图如图3所示，包括如下步骤：
[0038](1)使用裙部变形检测装置，测量得到工作台承载时各个滑块两侧上下滚道首尾的裙部变形量Δc
p,i
(p＝1，2，3，4)，代表第p排滚道第i个滚珠处滑块的裙部变形量；
[0039](2)根据步骤(1)裙部变形测量结果和图4所示的裙部变形示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四滑块工作台各滑块承载分布检测装置，其特征在于，包括：安装平台，用于固定两个平行设置的直线导轨；工作台，用于安装传感器夹具和测试样件，且固定在被测滑块上；测试样件，作为被测滑块的加载部件，以模拟实际生产中的加载工况；传感器夹具，用于安装两排共计四个传感器，并调整调整上下两排传感器的高度位置，使得每排传感器正对正对对应排滚珠的中心；每排的两个传感器分别位于对应排滚道的首、尾端；传感器，用于测量滑块的裙部变形。2.根据权利要求1所述的四滑块工作台各滑块承载分布检测装置，其特征在于，所述传感器夹具包括T型槽件、T型导向柱、下传感器定位件；所述T型槽件固定于工作台侧面，T型导向柱能够相对T型槽件上下滑动和固定，用于调整上排两个传感器的高度位置；所述下传感器定位件能够相对T型导向柱上下滑动和固定，用于调整下排两排传感器的高度位置。3.根据权利要求2所述的四滑块工作台各滑块承载分布检测装置，其特征在于，所述下传感器定位件与滑动圆柱连接，滑动圆柱T型导向柱滑动连接，并通过滑动圆柱定位夹紧螺栓与T型导向柱固定。4.根据权利要求2所述的四滑块工作台各滑块承载分布检测装置，其特征在于，所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁医，汤鹏飞，谢真炜，欧屹，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：