一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置及方法

文档序号:179716 发布日期:2021-11-02 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置及方法 (Ball screw raceway grinding test device and method ) 是由 林明星 赵佳佳 宋现春 姜洪奎 荣柏松 于 2021-08-19 设计创作,主要内容包括:本公开涉及一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置及方法,包括底板,底板上表面安装滚珠丝杠机构,滚珠丝杠机构包括水平的丝杠以及套设于丝杠外的两个螺母,丝杠通过电机驱动,螺母与水平的滑板固定,滑板处于螺母上方,滑板与底板之间安装导向件;滑板与伸缩件一端固定,伸缩件另一端安装有研磨轮,研磨轮能伸入丝杠的滚道中;还包括控制器以及设于丝杠一侧的光栅尺,光栅尺能测量螺母沿丝杠的位移,控制器能获得电机的旋转角度及螺母的位移数值,以判断丝杠的精度。(The invention relates to a ball screw raceway grinding test device and a method, which comprises a bottom plate, wherein a ball screw mechanism is arranged on the upper surface of the bottom plate, the ball screw mechanism comprises a horizontal screw and two nuts sleeved outside the screw, the screw is driven by a motor, the nuts are fixed with a horizontal sliding plate, the sliding plate is positioned above the nuts, and a guide piece is arranged between the sliding plate and the bottom plate; the sliding plate is fixed with one end of the telescopic piece, the other end of the telescopic piece is provided with a grinding wheel, and the grinding wheel can extend into a roller path of the screw rod; the automatic screw rod positioning device is characterized by further comprising a controller and a grating ruler arranged on one side of the screw rod, the grating ruler can measure the displacement of the nut along the screw rod, and the controller can obtain the rotation angle of the motor and the displacement value of the nut so as to judge the precision of the screw rod.)

一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置及方法

技术领域

本公开属于滚珠丝杠技术领域,具体涉及一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的

背景技术

,而不必然地构成现有技术。

滚珠丝杠副滚道磨削加工表面质量对滚珠丝杠副性能差距影响较大。若滚珠丝杠滚道的表面粗糙度较大,则摩擦系数较大,润滑状态不良,容易引起振动和加速磨损等不良情况,从而影响到产品的使用性能。为改善滚珠丝杠副滚道表面质量,提高产品性能,在一些技术方案中采用研磨轮来完成滚道的研磨,但是研磨时,研磨轮与滚道之间的压力影响着研磨后滚道的表面粗糙度,进而影响丝杠的传动精度,现有技术中不存在研究研磨压力与丝杠传动精度之间对应关系的试验装置。

发明内容

本公开的目的是提供一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置及方法,能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的,本公开的一个或多个实施例提供一种滚珠丝杠滚道研磨试验装置,包括底板,底板上表面安装滚珠丝杠机构,滚珠丝杠机构包括水平的丝杠以及套设于丝杠外的两个螺母,丝杠通过电机驱动,螺母与水平的滑板固定,滑板处于螺母上方,滑板与底板之间安装导向件;

滑板与伸缩件一端固定,伸缩件另一端安装有研磨轮,研磨轮能伸入丝杠的滚道中;还包括控制器以及设于丝杠一侧的光栅尺,光栅尺能测量螺母沿丝杠的位移,控制器能获得电机的旋转角度及螺母的位移数值,以判断丝杠的精度。

作为进一步的改进,所述伸缩件包括依次连接的第一撑杆、压力传感器、超磁致伸缩器和第二撑杆,第一撑杆与第二撑杆的轴线方向重合,第一撑杆相对于滑板倾斜设置。

本公开的一个或多个实施例中还提供一种滚珠丝杠滚道研磨试验方法,利用了上述的滚珠丝杠滚道研磨试验装置,包括以下步骤:

初始阶段,超磁致伸缩器回缩,研磨轮与滚道脱离接触;

完成初始阶段的粗糙度测量,并且在初始阶段启动电机,测量得到由电机旋转角度换算得到的螺母理论位移数值与光栅尺测得的实际位移,得到初始阶段位移精度;

超磁致伸缩器外扩设定长度,研磨轮给予滚道的压力扩大,丝杠旋转,利用研磨轮得到不同表面粗糙度的滚道;

在研磨得到不同粗糙度的滚道后,测得当前粗糙度下螺母理论位移数值与光栅尺测得的实际位移,得到当前粗糙度下的位移精度;

控制器判断在不同粗糙度下的位移精度,以判断研磨压力对于位移精度的影响。

以上一个或多个技术方案的有益效果为:

本公开中在常规滚珠丝杠机构的基础上增加滑板、伸缩件及研磨轮,滑板能够随着螺母沿丝杠轴向平移,使得研磨轮能够随着螺母的平移完成滚道处任意位置的研磨。

采用伸缩件来安装研磨轮,使得研磨轮与滚道表面之间的间隙能够调节,进而改变研磨轮与滚道之间的挤压力,以便于后续实现不同挤压力,研磨轮研磨效果的评估,即滚珠丝杠机构位移精度与研磨轮挤压力的对应关系,获得最佳的研磨轮挤压力。

采用超磁致伸缩器、第一撑杆、压力传感器及第二撑杆组合形成伸缩件,使得控制器能够精确的获得研磨轮与滚道之间的挤压力,并利用超磁致伸缩器实现微动位移的效果,实现挤压力的精确调节。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的限定。

图1为本公开一个或多个实施例中整体结构示意图;

图2为本公开一个或多个实施例中金刚石滚轮完成滚道研磨的结构示意图。

图中,1、电机;2、第一轴承;3、丝杠;4、光栅尺;5、第一导轨;6、滑板;7、第一螺母;8、预紧垫片;9、第二螺母;10、第二导轨;11、第二轴承;12、滚珠;13、第一滑块;14、第二滑块;15、连接板;16、连接垫片;17、第一撑杆;18、压力传感器;19、超磁致伸缩器;20、第二支撑杆;21、金刚石滚轮;22、底板。

具体实施方式

实施例1

为了实现研磨轮21在研磨时,与滚道之间的距离能够调节,进而调节研磨轮21对于滚道的挤压力(即研磨力大小)如图1-图2所示,本公开的一个或多个实施例提供一种滚珠12丝杠3滚道研磨试验装置,包括底板22,底板22上表面安装滚珠12丝杠3机构,滚珠12丝杠3机构包括水平的丝杠3以及套设于丝杠3外的两个螺母,丝杠3通过电机1驱动,螺母与水平的滑板6固定,滑板6处于螺母上方,滑板6与底板22之间安装导向件;

滑板6与伸缩件一端固定,伸缩件另一端安装有研磨轮21,研磨轮21能伸入丝杠3的滚道中;还包括控制器以及设于丝杠3一侧的光栅尺4,光栅尺4能测量螺母沿丝杠3的位移,控制器能获得电机1的旋转角度及螺母的位移数值,以判断丝杠3的精度。

本实施例中,底板22为平板形状的结构,滚珠12丝杠3机构为常见结构,为待试验工件,其包括滚珠12、丝杠3、螺母等部件。上述的两个螺母如图1中所述的第一螺母7与第二螺母9。电机1的输出轴与丝杠3的一端通过联轴器同轴固定。

本实施例中的滑板6用于承载伸缩件及研磨轮21,滑板6为水平布置在的平板,滑板6的下部通过连接板15与两个螺母中的一个固定连接。

本实施例中,研磨轮21采用金刚石研磨轮21,满足使用要求的情况下,也可以采用其他材质的研磨轮21。

本实施例中导向件包括设置在底板22上表面的两个导轨,即图示的第一导轨5和第二导轨10。两个导轨关于丝杠3对称布置,滑板6的两端分别固定设置滑块,即图示的第一滑块13和第二滑块14,滑板6与滑块固定连接。

本实施中,所述伸缩件包括依次连接的第一撑杆17、压力传感器18、超磁致伸缩器19和第二撑杆20,第一撑杆17与第二撑杆20的轴线方向重合,第一撑杆17相对于滑板6倾斜设置。因为第一撑杆17相对于滑板6倾斜设置,便于使得安装后的研磨轮21,其中心轴线同样与丝杠3的中心轴线倾斜布置,进而使得研磨轮21能够在丝杠3的转动过程中,沿滚道行走,不受滚道形状的形状干涉。

本实施例中,所述光栅尺4设置于丝导轨与丝杠3之间。

本实施例中,为了便于测量电机1的转速,在所述电机1的旋转轴上设有码盘,码盘与旋转轴同轴固定。

所述电机1通过底板22固定,丝杠3两端分别通过轴承座支撑。具体的其中一个轴承座中设置第一轴承2,另外一个轴承座中设置第二轴承11。

两个螺母之间安装有预紧垫片8。所述预紧垫片8处安装有应变片,应变片能够向控制器传递预应力数值。

实施例2

本公开的一个或多个实施例中提供一种滚珠12丝杠3滚道研磨试验方法,利用了实施例1中所述的滚珠12丝杠3滚道研磨试验装置,包括以下步骤:

初始阶段,超磁致伸缩器19回缩,研磨轮21与滚道脱离接触;

完成初始阶段的粗糙度测量,并且在初始阶段启动电机1,测量得到由电机1旋转角度换算得到的螺母理论位移数值与光栅尺4测得的实际位移,得到初始阶段位移精度;

超磁致伸缩器19外扩设定长度,研磨轮21给予滚道的压力扩大,丝杠3旋转,利用研磨轮21得到不同表面粗糙度的滚道;

在研磨得到不同粗糙度的滚道后,测得当前粗糙度下螺母理论位移数值与光栅尺4测得的实际位移,得到当前粗糙度下的位移精度;

控制器判断在不同粗糙度下的位移精度,以判断研磨压力对于位移精度的影响。

在本实施例中,超磁致伸缩器通过电流控制其伸长或缩短,施加不同的研磨压力,压力传感器可检测研磨压力的大小。不同研磨力后的传动精度通过光栅尺测量与比较,分析研磨对滚珠丝杠副定位精度的影响。

可通过超磁致伸缩器施加较大研磨压力,加速滚道磨损,通过光栅尺测量因滚道磨损引起的滚珠丝杠副精度退化趋势,由于滚道磨损,会使得两螺母之间预紧垫片变松弛,预紧力下降,通过预紧垫片之间的应变片测量预紧力的退化趋势,可实现滚珠丝杠副预紧力-精度耦合退化分析。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述,但并非对本公开保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本公开的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

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