阅读说明：本技术 一种测量丝杠螺母寿命的寿命测试台 (Service life test bench for measuring service life of lead screw nut ) 是由 石照耀 赵子元 于渤 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螺母寿命的寿命测试台,丝杠螺母寿命测试台包括驱动电机、扭矩传感器,输入主轴、联轴器,温控箱以及负载机构。待测丝杠放置于丝杠螺母工装夹具,装卡安全可靠,待测丝杠放置于温控箱中；负载机构放置于负载滑板上,负载滑板和大理石平台之间是贴塑导轨,借助可拆卸挡块、行程调节垫片可方便的更换待测丝杠和调节待测丝杠行程；负载机构采用机械模式,通过弹簧提供负载,根据不同弹簧的弹性系数不同,更换弹簧,产生不同的负载大小,有效模拟实际工况：加载、保持、卸载和停止；试验台铁架下面安装地脚和福马轮来实现测试台的整体移动。本发明自动化程度高、精度高、强度大、性能稳定可靠,满足寿命试验的长时间运行。(The invention discloses a service life test bench for measuring the service life of a screw nut. The lead screw to be tested is placed in the lead screw nut fixture, the clamping is safe and reliable, and the lead screw to be tested is placed in the temperature control box; the loading mechanism is placed on the loading sliding plate, a plastic-coated guide rail is arranged between the loading sliding plate and the marble platform, and the screw rod to be tested can be conveniently replaced and the stroke of the screw rod to be tested can be conveniently adjusted by virtue of the detachable stop block and the stroke adjusting gasket; load mechanism adopts mechanical mode, provides the load through the spring, and the elastic coefficient according to different springs is different, changes the spring, produces different load size, effective simulation operating mode: load, hold, unload, and stop; and the lower side of the test bed iron frame is provided with a foot margin and a horse wheel to realize the integral movement of the test bed. The invention has high automation degree, high precision, high strength and stable and reliable performance, and meets the long-time operation of a life test.)

一种测量丝杠螺母寿命的寿命测试台

技术领域

本发明涉及一种丝杠螺母寿命测试台。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

丝杠螺母传动系统是制造装备中常见的传动部件,随着我国装备制造业的飞速提升,丝杠螺母在制造装备中应用越来越广，丝杠螺母系统的使用寿命直接影响到整个设备的使用寿命。如果丝杠螺母系统的使用寿命没有达到预期将给整个生产和社会造成巨大的损失。因此丝杠的寿命预测在工业生产中有着很重要的地位。

在一些实际工况下，要求丝杠螺母传动装置长时间运行，需要丝杠具有较长的寿命。但是基于开发周期与条件，在具体产品检测时，检测条件无法模拟实际工况，且都是在常温下进行检测，无法模拟其他环境温度。因此，需要研发一套全新的设备在丝杠螺母运行时测试丝杠形变情况，以评估其实际使用寿命。

发明内容

本发明能够克服上述现有技术存在的缺陷，实现丝杠螺母传动系统中丝杠使用寿命的测试，并且提供了一种可以调节负载大小的机构。该实验台包括精密控制系统和多种传感器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

该丝杠螺母寿命测试台包括：驱动电机(1)、联轴器(2)、扭矩传感器(3)、联轴器(4)、轴承支座(5)、联轴器(6)、温控箱(7)、输入主轴(8)、丝杠螺母工装夹具(9)、丝杠防转锁紧装置(10)、滚珠花键(11)、直线轴承支座(12)、滚珠花键母(13)、接近开关(14)、接近开关(15)、可拆卸挡块(16)、行程调节垫片(17)、固定挡块(18)、手轮(19)、大理石平台(20)、铁架(21)、福马轮(22)、地脚(23)、支撑平板(24)、支撑柱(25)、温度传感器(26)、固定挡块(27)、磁栅(28)、导向挡条(29)、梯形丝杠(30)、导向挡条(31)、弹簧负载机构前支撑架(32)、导杆支撑座(33)、导杆(34)、直线轴承(35)、弹簧滑板(36)、第一弹簧固定套(37)、负载弹簧(38)、第二弹簧固定套(39)、弹簧负载机构后支撑架(40)、负载端滑板(41)、导杆支撑座(42)、导杆(43)、直线轴承(44)、压力传感器(45)、压力传感器压片(46)、硬限位(47)。

铁架(21)由方管焊接而成，大理石平台(20)通过螺钉固定在铁架(21)，驱动电机(1)、扭矩传感器(3)、轴承支座(5)放置在大理石平台(20)上通过螺钉连接，温控箱(7)放置在大理石平台(20)上通过螺钉连接。

支撑平板(24)通过四根支撑柱(25)与大理石平台(20)连接，丝杠螺母工装夹具(9)、直线轴承支座(12)、温度传感器(26)放置在支撑平板(24)上，输入主轴(8)插到温控箱(7)中，丝杠防转锁紧装置(10)通过螺钉连接丝杠螺母工装夹具(9)和滚珠花键(11)，滚珠花键(11)穿过直线轴承支座(12)、滚珠花键母(13)。

负载端滑板(41)与大理石平台(20)之间是贴塑导轨，负载端滑板(41)上面是弹簧负载机构前支撑架(32)、弹簧负载机构后支撑架(40)，将负载机构行程一个整体，提高负载机构强度，滚珠花键母(13)、接近开关(14)、接近开关(15)、导杆支撑座(33)、硬限位(47)、安装在弹簧负载机构前支撑架(32)，第一弹簧固定套(37)、直线轴承(35)、直线轴承(44)、压力传感器(45)、压力传感器压片(46)通过螺钉固定在弹簧滑板(36)，第二弹簧固定套(39)、导杆支撑座(42)固定在弹簧负载机构后支撑架(40)。

导杆(34)穿过直线轴承(35)通过导杆支撑座(42)安装在弹簧负载机构前支撑架(32)、弹簧负载机构后支撑架(39)，弹簧(38)通过导杆(34)、第一弹簧固定套(36)和第二弹簧固定套(38)固定，保证弹簧(38)压缩和拉伸运动平稳，安全稳定的将弹簧(38)产生的力传递到弹簧滑板(36)。

导向挡条(29)、导向挡条(31)安装在负载端滑板(40)两侧，通过螺钉固定在大理石平台(20)，保证负载机构直线运动精度，磁栅(28)固定于导向挡条(29)，监视弹簧滑板(36)的运动行程。

可拆卸挡块(16)、行程调节垫片(17)、固定挡块(18)依次安装在负载端滑板(40)后面，梯形丝杠(30)安装在负载端滑板(40)下方，手轮(20)安装在梯形丝杠(30)，行程调节垫片(17)可用来调整待测丝杠的工作段。

本发明有以下显著特点：

待测丝杠的测量工作段可调整，灵活测试同一丝杠不同工作段的寿命。

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，满足寿命试验的长时间运转，通过弹簧提供负载，可根据不同弹簧的弹性系数不同，更换弹簧，产生不同的负载大小，有效模拟实际工况中丝杠负载大小。

待测件在温控箱中测试，温控箱覆盖绝大多数的工作环境温度，可在常温和其他温度下测试，测试温度覆盖范围广。

待测件支架具有良好的互换性，装卡安全可靠。

输入、输出端平台底座为整体，基准统一，提高测量精度，减小装配难度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明部分零件安装位置图。

图3弹簧负载结构示意图。

图4为试验流程图。

图中：1-驱动电机，2-联轴器，3-扭矩传感器，4-联轴器，5-轴承支座，6-联轴器，7-温控箱，8-输入主轴，9-丝杠螺母工装夹具，10-丝杠防转锁紧装置，11-滚珠花键，12-直线轴承支座，13-滚珠花键母，14-接近开关，15-接近开关，16-可拆卸挡块，17-行程调节垫片，18-固定挡块，119-手轮，20-大理石平台，21-铁架，22-福马轮，23-地脚，24-支撑平板，25-支撑柱，26-温度传感器，27-固定挡块，28-磁栅，29-导向挡条，30-梯形丝杠，31-导向挡条，32-弹簧负载机构前支撑架，33-导杆支撑座，34-导杆，35-第一直线轴承，36-弹簧滑板，37-第一弹簧固定套，38-负载弹簧，39-第二弹簧固定套，40-弹簧负载机构后支撑架，41-负载端滑板，42-导杆支撑座，43-导杆，44-压力传感器，45-导杆，46-压力传感器压片，47-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1，2，3所示该试验台包括：驱动电机(1)、联轴器(2)、扭矩传感器(3)、联轴器(4)、轴承支座(5)、联轴器(6)、温控箱(7)、输入主轴(8)、丝杠螺母工装夹具(9)、丝杠防转锁紧装置(10)、滚珠花键(11)、直线轴承支座(12)、滚珠花键母(13)、接近开关(14)、接近开关(15)、可拆卸挡块(16)、行程调节垫片(17)、固定挡块(18)、手轮(19)、大理石平台(20)、铁架(21)、福马轮(22)、地脚(23)、支撑平板(24)、支撑柱(25)、温度传感器(26)、固定挡块(27)、磁栅(28)、导向挡条(29)、梯形丝杠(30)、导向挡条(31)、弹簧负载机构前支撑架(32)、导杆支撑座(33)、导杆(34)、直线轴承(35)、弹簧滑板(36)、第一弹簧固定套(37)、负载弹簧(38)、第二弹簧固定套(39)、弹簧负载机构后支撑架(40)、负载端滑板(41)、导杆支撑座(42)、导杆(43)、直线轴承(44)、压力传感器(45)、导杆(45)、压力传感器压片(46)、硬限位(47)。

铁架(21)由方管焊接而成，大理石平台(20)通过螺钉固定在铁架(21)，驱动电机(1)、扭矩传感器(3)、轴承支座(5)依次用螺钉固定在大理石平台(20)，温控箱(7)通过螺钉固定在大理石平台(20)，负载电机(1)通过联轴器(2)与扭矩传感器(3)的输入端连接，扭矩传感器(3)的输出端通过联轴器(4)与输入主轴(8)连接，输入主轴(8)插入温控箱(7)并被固定在轴承支座(5)和丝杠螺母工装夹具(9)，丝杠螺母工装夹具(9)内部装有轴承，保证输入主轴(8)的回转精度。

待测丝杠被放置在丝杠螺母工装夹具(9)，并用丝杠防转锁紧装置(10)将待测丝杠和滚珠花键(11)连接起来，待测丝杠在测试过程中螺母旋转，丝杠为直线运动，设计丝杠防转锁紧装置(10)实现运动功能。

支撑平板(24)通过四根支撑柱(25)与大理石平台(20)连接，丝杠螺母工装夹具(9)、直线轴承支座(12)、温度传感器(26)放置在支撑平板(24)上，丝杠防转锁紧装置(10)通过螺钉连接丝杠螺母工装夹具(9)和滚珠花键(11)，滚珠花键(11)穿过直线轴承支座(12)、温控箱(7)、滚珠花键母(13)，滚珠花键(11)末端安装压力传感器压片(46)，压力传感器压片(46)通过螺钉与安装在弹簧滑板(36)上的压力传感器(45)连接，滚珠花键(11)放置在直线轴承支座(12)、滚珠花键母(13)中，保证滚珠花键(11)远端的跳动精度和挠度。

负载端滑板(41)与大理石平台(20)之间是贴塑导轨，负载端滑板(41)上面是弹簧负载机构前支撑架(32)、弹簧负载机构后支撑架(40)，将负载机构行程一个整体，提高负载机构强度，滚珠花键母(13)、接近开关(14)、接近开关(15)、导杆支撑座(33)、硬限位(47)、安装在弹簧负载机构前支撑架(32)，第一弹簧固定套(37)、直线轴承(35)、直线轴承(44)、压力传感器(45)、压力传感器压片(46)通过螺钉固定在弹簧滑板(36)，第二弹簧固定套(39)、导杆支撑座(42)固定在弹簧负载机构后支撑架(40)。

导杆(34)穿过直线轴承(35)通过导杆支撑座(42)安装在弹簧负载机构前支撑架(32)、弹簧负载机构后支撑架(39)，弹簧(38)通过导杆(34)、第一弹簧固定套(36)和第二弹簧固定套(38)固定，保证弹簧(38)压缩和拉伸运动平稳，安全稳定的将弹簧(38)产生的力传递到弹簧滑板(36)。

导向挡条(29)、导向挡条(31)安装在负载端滑板(40)两侧，通过螺钉固定在大理石平台(20)，保证负载机构直线运动精度，磁栅(28)固定于导向挡条(29)，监视弹簧滑板(36)的运动行程。

可拆卸挡块(16)、行程调节垫片(17)、固定挡块(18)依次安装在负载端滑板(40)后面，梯形丝杠(30)安装在负载端滑板(40)下方，手轮(20)安装在梯形丝杠(30)，行程调节垫片(17)可用来调整待测丝杠的工作段。

本发明试验流程图如图4所示，启动试验台，设定循环次数N和压力值T，试验台运行，驱动电机按照预先设定值旋转一定角度进行加载，然后运动停止，保持当前状态Δt1s，然后驱动电机Δt2s卸载，循环上述过程N次。实验过程中，扭矩传感器和压力传感器分别监视扭矩值和压力值，温度传感器监视待测工件表面温度，若扭矩值、压力值和温度三者任一数值超出试验设定范围，试验终止。

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。