阅读说明：本技术 一种测量丝杠效率的效率测试台 (Efficiency test board for measuring efficiency of lead screw ) 是由 于渤 赵子元 石照耀 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种测量丝杠效率的效率测试台,包括驱动电机、扭矩传感器,主轴螺母套、联轴器、压力传感器以及弹簧负载机构,上述零件放置在大理石平台上。驱动电机通过电机支架安装在大理石,待测丝杠放置于安装在丝杠螺母工装夹具内的主轴螺母套,装卡安全可靠；负载部分采用机械机构：弹簧加载模式,根据弹簧压缩量和压力传感器方便调节负载大小,负载机构放置于负载滑板,形成整体,保证加载安全稳定可靠,负载滑板和大理石平台之间安装有贴塑导轨；通过可拆卸挡块、手轮更换待测丝杠；借助行程调节垫片灵活调节待测丝杠工作行程。本发明自动化程度高,精度高,强度大,性能稳定可靠,满足在不同负载下的丝杠效率测试。(The invention discloses an efficiency test board for measuring lead screw efficiency, which comprises a driving motor, a torque sensor, a main shaft nut sleeve, a coupling, a pressure sensor and a spring load mechanism, wherein the parts are placed on a marble platform. The driving motor is arranged on the marble through the motor bracket, the lead screw to be tested is placed in the main shaft nut sleeve arranged in the lead screw nut tool clamp, and the clamping is safe and reliable; the load part adopts a mechanical mechanism: the loading mechanism is arranged on the loading sliding plate to form a whole, so that the loading is safe, stable and reliable, and a plastic-coated guide rail is arranged between the loading sliding plate and the marble platform; the lead screw to be tested is replaced through a detachable stop block and a hand wheel; the working stroke of the lead screw to be measured is flexibly adjusted by means of the stroke adjusting gasket. The screw efficiency testing device has the advantages of high automation degree, high precision, high strength, stable and reliable performance and capability of meeting screw efficiency testing under different loads.)

一种测量丝杠效率的效率测试台

技术领域

本发明涉及一种丝杠效率测试台。属于精密测试计量技术、精密仪器及机械传动领域。

背景技术

丝杠传动系统主要由丝杠和螺母两部分组成，可将旋转运动转化为直线运动，通知将扭矩变为推力或者拉力。随着我过工业化水平不断提高，丝杠螺母系统应用在许多领域，伴随着国家倡导提高能源使用和转化效率，丝杠传动系统的性能尤其是效率方面受到越来越多专家、学者和工程师的关注。因此，测试丝杠在运动过程中的机械效率，提高丝杠的传动效率在工业生产中占有很重要的地位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决测试丝杠传动效率的解决方案，实现丝杠螺母传动系统中效率的测试。该测试台包括精密控制系统和多种传感器，测试过程全自动，提高测试效率。效率的测试方式没有采用一般测试过程中丝杠进行旋转直线运动的方式，设计了丝杠防转装置，限制丝杠的旋转，只让其做直线运动。变为负载机构采用机械加载方式，可方便调节加载力大小。设计了可调节丝杠测试行程的调节机构，方便调整丝杠测试过程中的工作段。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

该丝杠效率测试台包括：底座铁架(1)、大理石平台(2)、驱动电机(3)、电机支座(4)、联轴器(5)、扭矩传感器(6)、联轴器(7)、主轴螺母套(8)、丝杠螺母工装夹具(9)、丝杠防转锁紧装置(10)、滚珠花键(11)、滚珠花键母(12)、固定挡块(13)、接近开关(14)、接近开关(15)、导向挡条(16)、可拆卸挡块(17)、行程调节垫片(18)、固定挡块(19)、手轮(20)、福马轮(21)、地脚(22)、福马轮(23)、弹簧负载机构前支撑架(24)、导杆支撑座(25)、导杆(26)、直线轴承(27)、弹簧滑板(28)、第一弹簧固定套(29)、负载弹簧(30)、第二弹簧固定套(31)、弹簧负载机构后支撑架(32)、负载端滑板(33)、导杆支撑座(34)、导杆(35)、直线轴承(36)、压力传感器(37)、压力传感器压片(38)、硬限位(39)。

底座铁架(1)由方管焊接而成，底座铁架(1)下方安装有福马轮(21)、地脚(22)、福马轮(23)，方便测试台整体移动。

底座铁架(1)上方为大理石平台(2)，通过螺钉连接，驱动电机(3)通过电机支架(4)、固定在大理石平台(2)上，驱动电机(3)通过联轴器(5)与扭矩传感器(6)的输入端连接，扭矩传感器(6)的输出端通过联轴器(7)与主轴螺母套(8)连接，主轴螺母套(8)放置在丝杠螺母工装夹具(9)内，丝杠螺母工装夹具(9)内部安装有轴承，提高主轴螺母套(8)的回转精度，丝杠防转锁紧装置(10)通过螺钉连接安装在丝杠螺母工装夹具(9)内的待测丝杠和滚珠花键(11)，在测试过程中为了限制丝杠的旋转，设计丝杠防转锁紧装置(10)。

滚珠花键(11)穿过安装在弹簧负载机构前支撑架(24)的滚珠花键母(12)，滚珠花键(11)的尾部与压力传感器压片(38)连接，压力传感器压片(38)通过螺钉连接安装在弹簧滑板(28)上的压力传感器(37)，压力传感器(37)用来检测试验过程中负载力的大小。

负载端滑板(33)两侧安装有导向挡条(16)，导向挡条(16)通过螺钉固定在大理石平台(20)，保证负载机构直线运动的精度，可拆卸挡块(17)、行程调节垫片(18)、固定挡块(19)依次安装在负载端滑板(33)后面，方便更换待测丝杠操作调节待测丝杠工作行程范围，并保证实验过程安全可靠，手轮(20)与安装在内部的梯形丝杠连接，方便操控负载机构做直线运动

为减小负载机构在大理石上做直线运动的阻力和节约成本，负载端滑板(33)与大理石平台(2)之间采用贴塑导轨，负载端滑板(33)上面通过螺钉安装弹簧负载机构前支撑架(24)和弹簧负载机构后支撑架(32)，将负载机构连接成整体，提高负载机构强度，滚珠花键母(12)、接近开关(14)、接近开关(15)、导杆支撑座(25)、直线轴承(36)、硬限位(39)安装在弹簧负载机构前支撑架(32)，第一弹簧固定套(29)、直线轴承(27)、压力传感器(37)、压力传感器压片(38)固定在弹簧滑板(28)，第二弹簧固定套(31)、导杆支撑座(32)通过螺钉固定在弹簧负载机构后支撑架(32)。

导杆(35)穿过直线轴承(36)通过导杆支撑座(34)固定在在弹簧负载机构前支撑架(28)和弹簧负载机构后支撑架(32)之间，导杆(34)穿过弹簧(30)，弹簧(30)由第一弹簧固定套(36)和第二弹簧固定套(38)固定在弹簧滑板(28)和弹簧负载机构后支撑架(32)之间，保证弹簧(30)在实验过程中平稳运动，让弹簧(38)产生的力安全稳定的传递到弹簧滑板(28)。

本发明有以下显著特点：

该装置可调节待测丝杠的测量工作段，测试灵活。

该装置自动化程度高，精度高，强度大，刚度高不易变形。

该装置负载采用弹簧机械结构，可以实现加载、保持、卸载和停止等一系列循环操作，性能可靠稳定

通过弹簧提供负载，可改变弹簧压缩量改变负载大小，方便测量不同载荷情况下的丝杠效率。

该装置平台底座为整体，基准统一。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2弹簧负载结构示意图。

图3为测试台电控系统示意图

图4为试验流程图。

图中：1-底座铁架，2-大理石平台，3-驱动电机，4-电机支座，5-联轴器，6-扭矩传感器，7-联轴器，8-主轴螺母套，9-丝杠螺母工装夹具，10-丝杠防转锁紧装置，11-滚珠花键，12-滚珠花键母，13-固定挡块，14-接近开关，15-接近开关，16-导向挡条，17-可拆卸挡块，18-行程调节垫片，19-固定挡块，20-手轮，21-福马轮，22-地脚，23-福马轮，24-弹簧负载机构前支撑架，25-导杆支撑座，26-导杆，27-直线轴承，28-弹簧滑板，29-第一弹簧固定套，30-负载弹簧，31-第二弹簧固定套，32-弹簧负载机构后支撑架，33-负载端滑板，34-导杆支撑座，35-导杆，36-直线轴承，37-压力传感器，38-压力传感器压片，39-硬限位。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明结构如图1，2所示该试验台包括：底座铁架(1)、大理石平台(2)、驱动电机(3)、电机支座(4)、联轴器(5)、扭矩传感器(6)、联轴器(7)、主轴螺母套(8)、丝杠螺母工装夹具(9)、丝杠防转锁紧装置(10)、滚珠花键(11)、滚珠花键母(12)、固定挡块(13)、接近开关(14)、接近开关(15)、导向挡条(16)、可拆卸挡块(17)、行程调节垫片(18)、固定挡块(19)、手轮(20)、福马轮(21)、地脚(22)、福马轮(23)、弹簧负载机构前支撑架(24)、导杆支撑座(25)、导杆(26)、直线轴承(27)、弹簧滑板(28)、第一弹簧固定套(29)、负载弹簧(30)、第二弹簧固定套(31)、弹簧负载机构后支撑架(32)、负载端滑板(33)、导杆支撑座(34)、导杆(35)、直线轴承(36)、压力传感器(37)、压力传感器压片(38)、硬限位(39)。

底座铁架(1)由方管焊接而成，底座铁架(1)下方安装有福马轮(21)、地脚(22)、福马轮(23)，方便测试台整体移动。

底座铁架(1)上方为大理石平台(2)，通过螺钉连接，驱动电机(3)通过电机支架(4)、固定在大理石平台(2)上、驱动电机(3)通过联轴器(5)与扭矩传感器(6)的输入端连接，扭矩传感器(6)的输出端通过联轴器(7)与主轴螺母套(8)连接，主轴螺母套(8)放置在丝杠螺母工装夹具(9)内，丝杠螺母工装夹具(9)内部安装有轴承，提高主轴螺母套(8)的回转精度，丝杠防转锁紧装置(10)通过螺钉连接安装在丝杠螺母工装夹具(9)内的待测丝杠和滚珠花键(11)，在测试过程中为了限制丝杠的旋转，设计丝杠防转锁紧装置(10)。

滚珠花键(11)穿过安装在弹簧负载机构前支撑架(24)的滚珠花键母(12)，滚珠花键(11)的尾部与压力传感器压片(38)连接，压力传感器压片(38)通过螺钉连接安装在弹簧滑板(28)上的压力传感器(37)，压力传感器(37)用来检测试验过程中负载力的大小。

负载端滑板(33)两侧安装有导向挡条(16)，导向挡条(16)通过螺钉固定在大理石平台(20)，保证负载机构直线运动的精度，可拆卸挡块(17)、行程调节垫片(18)、固定挡块(19)依次安装在负载端滑板(33)后面，方便更换待测丝杠操作调节待测丝杠工作行程范围，并保证实验过程安全可靠，手轮(20)与安装在内部的梯形丝杠连接，方便操控负载机构做直线运动

为减小负载机构在大理石上做直线运动的阻力和节约成本，负载端滑板(33)与大理石平台(2)之间采用贴塑导轨，负载端滑板(33)上面通过螺钉安装弹簧负载机构前支撑架(24)和弹簧负载机构后支撑架(32)，将负载机构连接成整体，提高负载机构强度，滚珠花键母(12)、接近开关(14)、接近开关(15)、导杆支撑座(25)、直线轴承(36)、硬限位(39)安装在弹簧负载机构前支撑架(32)，第一弹簧固定套(29)、直线轴承(27)、压力传感器(37)、压力传感器压片(38)固定在弹簧滑板(28)，第二弹簧固定套(31)、导杆支撑座(32)通过螺钉固定在弹簧负载机构后支撑架(32)。

导杆(35)穿过直线轴承(36)通过导杆支撑座(34)固定在在弹簧负载机构前支撑架(28)和弹簧负载机构后支撑架(32)之间，导杆(34)穿过弹簧(30)，弹簧(30)由第一弹簧固定套(36)和第二弹簧固定套(38)固定在弹簧滑板(28)和弹簧负载机构后支撑架(32)之间，保证弹簧(30)在实验过程中平稳运动，让弹簧(38)产生的力安全稳定的传递到弹簧滑板(28)。

本发明测试台的电控系统如图3所示，采用工控机对整个测试台进行控制，工控机通过PLC模块对电机驱动器产生运动信号，实现电机的运动控制，扭矩传感器和压力传感器通过信号采集模块实时采集数据，并传输给上位机进行处理。

本发明试验流程图如图4所示，开始测试，启动试验台，设定测试加载力T，驱动电机带动螺母套主轴以V速度转动，上位机实时读取压力传感器和扭矩传感器数值，加载力到达T之后，电机反转进行卸载，直到压力传感器压力值出现0，运动停止，测量结束，上位机实时存储数据，并打印报表。若在实验过程中，扭矩值或者压力值任何一方出现阶跃等非正常现象，试验终止，试验台停止运转，并卸除加载力。

上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。