一种滚珠丝杠副可靠性试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型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。本实用新型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
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械装置可靠性试验【技术领域】，特别是一种滚珠丝杠副可靠性试验装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
实用新型内容
[0004]本实用新型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。
[0005]实现本实用新型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侧，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；
[0006]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；
[0007]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元均包括头架、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；
[0008]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。
[0009]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；
[0010]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、力口载梯形丝杠、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，加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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]本实用新型与现有技术相比，其显著优点为:1)本实用新型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)本实用新型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)本实用新型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)本实用新型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)本实用新型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-固定、固定-自由、固定-悬空三种方式；7)本实用新型的实验装置符合现代机床的绿色设计理念，机械结构设计合理，加工成本低廉，具有很好的市场前景。
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置总体结构部件图。
[0016]图2是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置床身部件结构示意图。
[0017]图3是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置头架部件示意图。
[0018]图4是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置加载部件示意图。
[0019]图5是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置纵向螺母加载机构示意图。
[0020]图6是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置尾架部件示意图。
[0021]图7是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置驱动系统示意图。
[0022]图8是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置单根丝杠可靠性验证试验流程示意图。
[0023]图9是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置单根丝杠可靠性符合性试验流程示意图。
[0024]图10是本实用新型滚珠丝杠副可靠性试验装置批量丝杠可靠性测定试验流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]结合图1，本实用新型一种滚珠丝杠副可靠性试验装置，包括床身部件1、试验台头架部件I1、加载部件II1、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的一侦牝试验台头架部件II位于床身部件I上表面靠近驱动部件V—侧，尾架部件IV位于床身部件I上表面远离驱动部件V—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；
[0026]结合图2，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I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I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 ;
[0027]结合图1、图3,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；
[0028]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。
[0029]结合图4、图5，所述试验台加载部件III包括三个相同的加载单元，每个加载单元均包括伺服电机24、减速器25、纵向螺母加载机构26、受载端基座27、支架、螺母工装、丝杠螺母30、导轨滑块31、导轨32 ；
[0030]所述导轨32位于床身I的上表面，导轨32上设置两个导轨滑块31，一个导轨滑块上设置纵向螺母加载机构26，另一个导轨滑块上设置受载端基座27，纵向螺母加载机构26和受载端基座27之间通过拉压力传感器相连，纵向螺母加载机构26上设置支架，支架的上方设置螺母工装，受载端基座27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24和减速器25均设置在纵向螺母加载机构26上，伺服电机24的输出轴通过减速器25与纵向螺母加载机构26相连，为其提供动力，纵向螺母加载机构26包括主动齿轮轴42、从动齿轮43、加载螺母44、加载梯形丝杠45、花键导向套46、拉压力传感器47、受载端48、调节螺母49、拧紧螺母50 ;主动齿轮轴42两端通过滚动轴承固定在基座上且一端与减速器25相连，加载梯形丝杠45通过滚针轴承固定在基座上，加载螺母44套在加载梯形丝杠45上，加载梯形丝杠的梯形齿与加载螺母44啮合配合，加载螺母44通过螺钉与从动齿轮43同轴固接，从动齿轮43与主动齿轮轴42啮合配合，花键导向套46套在加载梯形丝杠45靠近拉压力传感器47 —端的花键上，并通过螺钉固定在基座上，加载梯形丝杠45的一端与拉压力传感器47通过螺纹连接，拉压力传感器47的另一端与受载端48通过螺纹连接，受载端48插在调节螺母49中，并通过拧紧螺母50与调节螺母49拧紧，调节螺母49通过螺纹拧在基座上。
[0031]结合图6，所述试验台尾架部件IV包括尾架33、丝杠尾部支撑单元34、螺纹套筒35、拧紧螺母36 ;尾架33通过螺栓固接于尾架支撑板5上；螺纹套筒35固定于尾架33的端面，丝杠尾部支撑单元34通过拧紧螺母36固定于尾架33中；所述丝杠尾部支撑单元34、螺纹套筒35和拧紧螺母36同轴设置。
[0032]结合图7，所述试验台驱动部件V包括变频电机37、变频电机支座38、变频电机输出轮39、主动同步带40、变频电机外壳41 ;所述变频电机支座38固定于地面，其上安装变频电机37 ;变频电机输出轮39上套有主动同步带40，该同步带同时套在变频电机从动同步带轮9上，变频电机输出轮39通过主动同步带40将运动传递至变频电机从动同步带轮9，从而驱动这个被测系统的运动。
[0033]下面进行更细化的描述:
[0034]如图1所示，本实用新型可同时进行三根以及三根以下的滚珠丝杠副可靠性试验，试验效率提高，可进行对比试验，可同时试验的丝杠根数需要根据不同厂家、不同型号丝杠的参数进行相应的计算。
[0035]如图2所示，床身I固定于地面，床身I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，头尾架支撑板分别用来固定试验台头架部件II以及试验台尾架部件IV，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，用来防止试验台加载部件III撞击到头尾架部件，损坏试验台，润滑泵4和坦克链托架7分别设置于床身的两个侧面，润滑泵4用来给丝杠螺母以及给加载组件导向的直线导轨副提供充分的润滑油，坦克链托架7则用来支撑坦克链，使得试验台的线路整齐有序，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I靠头架支撑板2的一端，限位开关8仅在必要时才发挥作用，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用来设置试验时加载机构的加减速位置以及掉头反向运动的位置；
[0036]如图1、图3所示，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；
[0037]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，从而实现了由变频电机驱动被测丝杠旋转的功能，变频电机可同时驱动三根或者三根以下的丝杠进行试验，被测丝杠的输入扭矩可以通过动态扭矩传感器测出。
[0038]如图4、图5所不,试验台加载部件III的导轨32位于床身I的上表面,导轨32上设置两个导轨滑块31，一个导轨滑块上设置纵向螺母加载机构26，另一个导轨滑块上设置受载端基座27，纵向螺母加载机构26和受载端基座27之间通过拉压力传感器相连，纵向螺母加载机构26上设置支架，支架的上方设置螺母工装，受载端基座27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24和减速器25均设置在纵向螺母加载机构26上，伺服电机24的输出轴通过减速器25与纵向螺母加载机构26相连，为其提供动力，纵向螺母加载机构26主要包括主动齿轮轴42、从动齿轮43、加载螺母44、加载梯形丝杠45、花键导向套46、拉压力传感器47、受载端48、调节螺母49、拧紧螺母50 ；主动齿轮轴42两端通过滚动轴承固定在基座上且一端与减速器25相连，加载梯形丝杠45通过滚针轴承固定在基座上，加载螺母44套在加载梯形丝杠45上，丝杠的梯形齿与加载螺母44啮合配合，加载螺母44通过螺钉与从动齿轮43同轴固接，从动齿轮43与主动齿轮轴42啮合配合，花键导向套46套在加载梯形丝杠45靠近拉压力传感器47 —端的花键上，并通过螺钉固定在基座上，加载梯形丝杠45的一端与拉压力传感器47通过螺纹连接，拉压力传感器47的另一端与受载端48通过螺纹连接，受载端48插在调节螺母49中，并通过拧紧螺母50与调节螺母49拧紧，调节螺母49通过螺纹拧在基座上。伺服电机24通过减速器25驱动纵向螺母加载机构26和受载端基座27沿着丝杠轴线方向向相反方向运动，产生相对位移，从而产生轴向拉压力，每套加载部件各有两个支架，分别安装在纵向螺母加载机构26和受载端27上，用来固定可换螺母工装，丝杠螺母30固定在可换螺母工装上，螺母工装同时把加载机构产生的轴向拉压力传递至丝杠螺母30上，实现了丝杠的轴向加载功能，轴向加载力大小可通过伺服电机24调整。噪声传感器安装在被测丝杠螺母30上，测量丝杠运行过程中的噪声。振动传感器分别布置在垂直于被测丝杠轴线的水平和竖直方向，来测量这两个方向的振动。
[0039]如图1、图6所示，试验台尾架部件IV中尾架33固接于尾架支撑板5上；螺纹套筒35固定于尾架33的端面，丝杠尾部支撑单元34通过拧紧螺母36固定于尾架33中；所述丝杠尾部支撑单元34、螺纹套筒35和拧紧螺母36同轴设置，试验台头尾架部件采用相同的可换支撑单元，以满足不同轴径丝杠的安装要求。
[0040]如图1、图7所示，变频电机支座38固定于地面，其上安装变频电机37 ;变频电机输出轮39通过主动同步带40将运动传递至变频电机从动同步带轮9，从而驱动整个被测系统的运动。
[0041]如图8所示，上述可靠性试验装置对单根丝杠可靠性验证试验方法为:在试验台头架部件II与尾架部件IV之间根据需要选择合适的丝杠安装方式装入被测丝杠；根据被测丝杠的性能要求设置合理的润滑方式、加载力、加载速度，通过加载部件III对被测滚珠丝杠副进行轴向加载；启动驱动变频电机37、带动被测丝杠旋转，实现加载机构在床身上往复运动；通过试验台的动态扭矩传感器18、振动、噪声传感器判断滚珠丝杠副运行过程中是否产生故障，如果没有故障，则按照设定的测试时间要求完成测试，记录实验数据，如果有故障，则判断故障产生的原因，如果故障可修复，则修复故障，记录故障信息，再次进行试验，如果故障不可修复，则记录故障信息，终止试验。试验结束后，对采集的数进行分析处理，获得试验样本的可靠性信息。
[0042]如图9所示，上述可靠性试验装置对单根丝杠可靠性符合性试验方法为:在试验台头架部件II与尾架部件IV之间根据需要选择合适的丝杠安装方式装入被测丝杠；根据被测丝杠的性能要求设置合理的润滑方式、加载力、加载速度，通过加载部件III对被测滚珠丝杠副进行轴向加载；启动驱动变频电机37、带动被测丝杠旋转,实现加载机构在床身上往复运动；通过试验台的动态扭矩传感器18、振动、噪声传感器判断滚珠丝杠副运行过程中是否产生故障，如果没有故障，则让滚珠丝杠副一直在轴向加载下进行运动，直至滚珠丝杠副产生功能性失效才停止实验，记录实验数据，如果有故障，则判断故障产生的原因，如果故障可修复，则修复故障，记录故障信息，再次进行试验，如果故障不可修复，则记录故障信息，终止试验。试验结束后，对采集的数进行分析处理，获得试验样本的可靠性信息。通过以上方法完成对丝杠副螺纹全长的可靠性试验和测试。
[0043]如图10所示，上述可靠性试验装置对批量丝杠进行可靠性测定试验的方法为:对一批滚珠丝杠先进行样本的抽样，对抽出的试验样本采用上述的单根丝杠可靠性验证试验方法进行重复试验，获得实验数据，进而对批量产品的可靠性进行分析。
[0044]本实用新型能够对滚珠丝杠副可靠性进行验证、测定试验，效率高，试验数据真实可靠。
【权利要求】
1.一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[I]、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[I]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]位于同一侦牝限位开关[8]位于床身[I]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。
2.根据权利要求1所述滚珠丝杠副可靠性试验装置，其特征在于，试验台加载部件[III]包括三个相同的加载单元，每个加载单元均包括伺服电机[24]、减速器[25]、纵向螺母加载机构[26]、受载端基座[27]、支架、螺母工装、丝杠螺母[30]、导轨滑块[31]、导轨[32]； 所述导轨[32]位于床身[I]的上表面，导轨[32]上设置两个导轨滑块[31]，一个导轨滑块上设置纵向螺母加载机构[26]，另一个导轨滑块上设置受载端基座[27]，纵向螺母加载机构[26]和受载端基座[27]之间通过拉压力传感器相连,纵向螺母加载机构[26]上设置支架，支架的上方设置螺母工装，受载端基座[27]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[24]和减速器[25]均设置在纵向螺母加载机构[26]上,伺服电机[24]的输出轴通过减速器[25]与纵向螺母加载机构[26]相连，为其提供动力；纵向螺母加载机构[26]包括主动齿轮轴[42]、从动齿轮[43]、加载螺母[44]、加载梯形丝杠[45]、花键导向套[46]、拉压力传感器[47]、受载端[48]、调节螺母[49]、拧紧螺母[50];主动齿轮轴[42]两端通过滚动轴承固定在基座上且一端与减速器[25]相连，加载梯形丝杠[45]通过滚针轴承固定在基座上，加载螺母[44]套在加载梯形丝杠[45]上，加载梯形丝杠[45]的梯形齿与加载螺母[44]啮合配合，加载螺母[44]通过螺钉与从动齿轮[43]同轴固接，从动齿轮[43]与主动齿轮轴[42]啮合配合，花键导向套[46]套在加载梯形丝杠[45]靠近拉压力传感器[47] —端的花键上，并通过螺钉固定在基座上，加载梯形丝杠[45]的一端与拉压力传感器[47]通过螺纹连接，拉压力传感器[47]的另一端与受载端[48]通过螺纹连接，受载端[48]插在调节螺母[49]中，并通过拧紧螺母[50]与调节螺母[49]拧紧，调节螺母[49]通过螺纹拧在基座上。
3.根据权利要求1所述滚珠丝杠副可靠性试验装置，其特征在于，所述试验台尾架部件[IV ]包括尾架[33]、丝杠尾部支撑单元[34]、螺纹套筒[35]、拧紧螺母[36];尾架[33]通过螺栓固接于尾架支撑板[5]上；螺纹套筒[35]固定于尾架[33]的端面，丝杠尾部支撑单元[34]通过拧紧螺母[36]固定于尾架[33]中；所述丝杠尾部支撑单元[34]、螺纹套筒[35]和拧紧螺母[36]同轴设置。
4.根据权利要求1所述滚珠丝杠副可靠性试验装置，其特征在于，所述试验台驱动部件[V ]包括变频电机[37]、变频电机支座[38]、变频电机输出轮[39]、主动同步带[40]、变频电机外壳[41];所述变频电机支座[38]固定于地面，其上安装变频电机[37];变频电机输出轮[39]上套有主动 同步带[40]，该同步带同时套在变频电机从动同步带轮[9]上，变频电机输出轮[39]通 过主动 同步带[40]将运动传递至变频电机从动同步带轮[9]，从而驱动这个被测系统的运动。
【文档编号】G01M13/02GK203672620SQ201420022988
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】欧屹, 冯虎田, 徐益飞, 丁聪, 韩军, 祖莉, 梁医 申请人:南京理工大学, 张家港斯克斯精密机械科技有限公司