滚珠丝杠副跑合及疲劳试验机

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滚珠丝杠副可靠性试验台的研制开发

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｌｌｓｃｒｅｗ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｂｅｎｃｈ；ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ
０引言
随着高档数控机床与基础装备制造业的快速发展，对与之配套的功能部件提出了越来越高的要求。滚珠丝杠副作为数控机床的关键功能部件，其性能优劣在很大程度上影响了数控机床的发展。近年来国内围绕滚珠丝杠副进行过大量研究试验，对影响滚珠丝杠副的摩擦力矩、温度、噪声等方面都进行了深入的研究与探讨，但在滚珠丝杠副精度保持性、可靠性试
并对所测数据进行实时显示与处理。试验台结构如图１所示，试验台采用伺服电机
作为主驱动，磁粉制动器提供加载力，其输出轴通过钢缆与工作台刚性连接，模拟实际环境中螺母座所受轴向力。滚珠丝杠副两端用轴承座固定，并对丝杠进行预拉伸。
摘要：介绍了滚珠丝杠副可靠性试验台的系统设计，并提出了相应的可靠性试验方法。该试验台可以全面测试滚珠丝杠副可靠性试验中的各项性能参数，对滚珠丝杠副疲劳寿命及性能进行准确评估，为滚珠丝杠副可靠性试验体系与规范的建立提供依据。关键词：滚珠丝杠副；可靠性试验台；疲劳寿命
文章编号：１００１— ２２６５（２０１３）１０— ０１３５—０２

南京理工大学科技成果——滚珠丝杠(副)综合性能测量系列装置

南京理工大学科技成果——滚珠丝杠（副）综合性能测量系列装置成果简介：本成果主要用于国内滚珠丝杠（副）生产企业，可对滚珠丝杠（副）的行程误差、摩擦力矩、滚道型面误差以及综合性能进行高精度检测。

通过自主设计高精度机械平台和专用控制软件，集成高精度传感器、数据采集系统及算法和伺服控制系统实现对滚珠丝杠（副）主要精度指标和性能指标的全方位动态测量。

（1）滚珠丝杠（副）行程误差测量：分为基于双频激光的滚珠丝杠（副）行程误差测量和基于长圆光栅尺的滚珠丝杠（副）行程误差测量。

在两种测量方法中，分别采用双频激光和长光栅尺来对滚珠丝杠（副）轴向位移量进行精密检测，同时采用圆光栅对丝杠转角进行高精度检测，并结合数据处理和特定算法来实现对滚珠丝杠（副）行程误差的动态测量。

（2）高速滚珠丝杠（副）综合性能测量：通过相应高精度传感器对高速滚珠丝杠转动过程中的加速度、噪声、温度、湿度、温位移以及定位精度等进行同步数据采集，并控制电机转动来改变滚珠丝杠转动方向、速度、加速度和运动位置，对高速滚珠丝杠（副）的使用性能进行综合测量。

（3）滚珠丝杠（副）滚道型面误差测量：通过光幕式激光传感器对滚珠丝杠外滚道型面轮廓点位置信息进行采样，同时通过长光栅尺和圆光栅获取所采用滚道型面位置信息和转角信息，并结合自主开发的特定算法得到滚珠丝杠型面误差。

通过光谱共焦式激光位移传感器来获得丝杠螺母滚道轮廓点位置信息进行采样，由长光栅尺和圆光栅来确定螺母滚道位置信息和转角信息，可得到丝杠螺母滚道几何参数及误差。

（4）滚珠丝杠（副）摩擦力矩测量：采用工控机通过多功能数字卡和变频器来对主轴回转进行高精度控制，由扭矩传感器和数据采集卡对滚珠丝杠（副）转动中的摩擦力矩进行高精度测量，并经过数据处理与算法计算来进行摩擦力矩的动态测量。

系列装置均有国家专利，应用到行业18家单位，受到行业认可，总体水平处于国内领先、国际先进水平。

其中滚珠丝杠（副）导程误差动态测量装置：该设备是滚珠丝杠生产厂的最主要的测量设备。

滚珠丝杠副加载测试试验台设计

滚珠丝杠副加载测试试验台设计时超;范元勋【摘要】针对航天飞行器伺服控制系统中滚珠丝杠副受载情况的特殊性，开展对滚珠丝杠副的模拟加载和性能测试的研究，设计出一套伺服加载测试试验台，利用该试验台可测试精密滚珠丝杠副的多变载荷承载能力、轴向刚度、传动效率和启动力矩等性能，为用户提供准确可靠的检测报告。

阐述了此加载测试系统的主要功能和工作原理、结构组成、电气硬件控制和系统软件的设计。

%According to the particularity of the bal screw loading in aero craft servo control system, this paper researches on the bal screw simulation loading and performance test and designs a set of servo loading test benches which can be used to precisely test the changeable load bearing capacity, axial stiffness, transmission efficiency and starting torque and other performance of the lal screw pair. The accurate and reliable detection report is provided for the user. This paper describes the main functions and working principle and structure, of the load testing system and hardware and software design of the electrical control system.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P48-50,71)【关键词】滚珠丝杠副;伺服加载;数据采集【作者】时超;范元勋【作者单位】南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TH133.2随着电动伺服技术的发展，滚珠丝杠副因其优越的直线传动特性，在航天器电动伺服控制系统中的应用越来越广泛。

重载滚珠丝杠试验仪的设计

目｝本肴 ’ｌ文编填读意调表中相位ａｌ表对文》法却将章号入者见查的应置喾
国家科技重大专项（０９Ｘ４１＂３）２０Ｚ０００４１
工艺与检测ＴｈＩｄｅｅｎｇａｓｃ０ｙｎｔｏＴ
的轴向力。
器，制模块的７．端子上可以输出与电动机扭矩控５Ａ
２试验仪机械部分设计
试验仪的机械部分主要用于承载伺服液压缸、伺服电动机、直线导轨和丝杠，其作用是保证测量过程中
工作台的移动和加载压力，主要由床身、液压缸支座、
下此时圆光栅的位置０。反向间隙＝［６。２／则３０ × ０
图２试验仪机械部分示意图
床身是试验仪的重要组成部分，要保证在测量过
程中能够承载２的加载力。液压缸支座、承支座０ｔ轴
（４ｘ０］ｌ：０Ｉ２０８５） × 一。式中：６。２０８为电动机旋０３０／４转的角度，０为减速器的减速比，０ｍ为丝杠的导５２ｍ
Ｔｈ１ｅｎｇｎＴｃ０ｙｄ吲工艺与检测０ａ
重载滚珠丝杠试验仪的设计
黄宽殷爱华
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京２０１）１０４
摘要：绍了重载滚珠丝杠试验仪的系统设计。介包括系统方案、量原理和软件流程图等。该试验仪可以测
李静）

高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪

（山东济宁 "$"%$! ； !山东济宁博特精密丝杠有限公司，山东济宁 "$"%%% ） "济宁职业技术学院，摘要：为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高刚度、高寿命、高可靠性等的要求，山东济宁博特公司研制开发了精密滚珠丝杠副综合性能试验台、高速精密滚珠丝杠副速度噪声试验台、精密滚珠丝杠副刚度试验台、精密滚珠丝杠副载荷试验台、精密滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪等。利用这些试验装置可对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度、静载荷及动载荷、摩擦力矩等性能参数进行测试，为产品改进及用户提供准确可靠的检测数据。文章主要介绍测试仪器的部分性能。关键词：高速滚珠丝杠副加速度速度温升热位移定位精度刚度载荷摩擦力矩
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丝杠热位移测量曲线数控机床中定位精度和重复定位精度是两个重要
及噪声曲线进行分析，找出不同规格滚珠丝杠副其运动过程中谐振点的变化，以便通过改进滚珠丝杠副的结构，改善丝杠的工作性能。原则上使用中的滚珠丝杠副其谐振点频率应远离工作点频率。图 3 为 *&( + (,- 时滚珠丝杠副的频谱分析曲线。 !% $ 滚珠丝杠副噪声曲线利用分辨率为 &’ ! 45 的高精度噪声传感器，按照《高速精密滚珠丝杠副性能试验示范标准》要求，设置多个测量点，取各测量点噪声的最大值作为高速滚珠丝杠副运动的噪声值。同时高速滚珠丝杠副的噪声实测值与背景噪声值之差大于 !& 45 （ 6）时，所测结果有效；背景噪声值与高速滚珠丝杠副的噪声实测值相比大于 ) 45 （ 6）、小于 !& 45 （ 6）时，其测量结果应按 75 + 8!)3)9 中 2’ * 的规定进行修正；其噪声声压级值应#3) 45 （ 6）。测量噪声的目的，主要用于改进滚珠丝杠副的性能指标，满足高速静音数控机床的发展，提升企业产品的竞争能力。其改进方法有： "在同等的传送速度下，尽可能加大导程降低转速； # 尽可能减小丝杠外径尺寸。其计算方法：测试距离为 #&& (( 时的平均值 ! " # "2 $ " ｛ :;<!& （ % & ’ ( ) * !& —2 ）｝+ )* $ 9 式中 — —钢球直径， (( ’( — — —钢球间距圆直径， (( %& — )— — —转速， = + (,测试距离为 #&& (( 时的上限值为平均值 > ) 45 （ 6）。当测试距离为 ! ( 时，各噪声水平值将降低 1 45 （ 6）。图 1 为 ./#&"& 0 !"1& 型滚珠丝杠副在不同速度状况下的噪声曲线。

重载滚珠丝杠副可靠性设计与试验方法研究

ｌｙｚｅｄａｎｄａｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｈｅａｖｙｌｏａｄｂａｌｌｓｃｒｅｗｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｔｒｅｓｓｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｔｅｒｆｅｒ — ｅｎｃｅａｎｄｔｒｕｎｃａｔｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｒｕｎｎｉｎｇｔｅｓｔｂｅｎｃｈ，ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｏｆｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｏｒｈｅａｖｙｌｏａｄｂａｌｌｓｃｒｅｗａｎｄａｒｅａｌｓｏｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｌｏａｄｂａｌｌｓｃｒｅｗ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙｌｏａｄｂａｌｌｓｃｒｅｗ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎ；ｔｒｕｎｃａｔｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔ

道桥防水涂料接缝变形疲劳试验仪器介绍

道桥防水涂料接缝变形疲乏试验仪器介绍WDW—2道桥防水涂料接缝变形疲乏试验机是专门针对高等院校、科研院所而设计的新一代微机掌控电子万能试验机。

计算机系统通过全数字掌控器，经调速系统掌控伺服电机转动，经减速系统减速后通过精密滚珠丝杠副带动移动横梁上升、下降，完成试样的拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种力学性能试验，另外配置种类繁多的试验附具，在金属、非金属、复合材料及制品的力学性能试验方面，具有特别广阔的应用前景。

该机广泛应用于建筑建材、航空航天、机械制造、电线电缆、橡胶塑料、纺织、家电等行业的材料检验分析，是科研院校、大专院校、工矿企业、技术监督、商检仲裁等部门的理想测试设备。

重要技术参数：1.较大试验力：2kN2.试验力测量范围：0.4%——99%3.试验力示值精度：优于示值0.5%4.试验力辨别力：1/300000（全程不分档或等效6档）5.横梁位移测量精度：辨别率高于0.0025mm6.变形测量精度：0.5%（在0.2—10mm范围内）7.试验速度范围：0.01—500mm/min,无级调速；8.速度掌控精度：1%（0.01～10mm/min）；0.5%（10～500mm/min）9.试验空间：A：拉伸空间:600mmB：压缩空间:700mmC:有效宽度：400mm10．夹具形式:拉伸夹实在1套+压缩夹具一套11.压盘尺寸：φ100mm12.整机电源：单相220V10%,50Hz，功率：2kW13.工作环境：室温—35℃,相对湿度不超过80%14.主机尺寸：650×450×1300mm15.重量：200kg适用标准：符合GB228—87、GB228—2023等三十多个国家标准有关规定,同时可依据GB、ISO、JIS、ASTM、DIN及用户供给多种标准进行试验和数据处理，并且具有良好的扩展性。

基本配置：1、试验机主机（门式框架结构）+大变形引伸计一套1.1交流伺服电机及伺服驱动器1.2高精度负荷传感器1.3进口精密滚珠丝杠副1.4减速系统（圆弧齿同步带传动）2、双通道程控放大器辨别力1/3000003、试验机专用掌控软件5、光电编码器（2000线）6、全套附具包括：编织袋拉伸附具，7、惠普品牌计算机8、惠普A4喷墨打印机9、技术资料：使用说明书、软件使用手册、合格证、装箱单标签：道桥防水涂料接缝变形疲乏试验机。

高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪

关键词：高速滚珠丝杠副
加速度
速度
温升
热位移
定位精度
刚度
载荷
摩擦力矩
ＴｓｎｔｍｅｔｏｍｐｅｅｓｖｒｒｎｅｏｇｐｅｅｉｉｎＢｌＳｃｅＵｎｔｅｔＩｓｒｕｎｒＣｏｆｒｈｎｉｅＰｅｆｍａｃｆＨｉｈＳｅｄＰｒｃｓｏａｌｒｗｉｏｓ
维普资讯
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高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪
王兆坦① 刘宪银① 李保民① 孙高力① 杨淑启② 晏建新②
（山东济宁博特精密丝杠有限公司， ① 山东济宁２２７；７０１ ② 济宁职业技术学院，山东济宁２２０）７００
用高精度的Ｃ级向心球轴承、杠及导轨均采用喷油丝
润滑。试验台结构组成如图１。
能部件行业的产品水平与发达国家相比还有较大差距，普遍存在产品性能指标远远落后精度指标。况且由于整个滚动功能部件行业测试仪器配备不完善，有
ＡｂｔａｔＴｓｎｔｕｎｏｈｎｔｇａｅｅｏｍａｃａａｔｒｆｈｇｓｒｃ：ｅｔｉｓｒｍｅｔｆｒｔｅｉｅｒｔｄｐｒｒｎｅｐｒｍｅｅｓｏｉｈ—ｓｅｄｂｌｓｒｗｎｔｓｄｖｌｐｄｔｆｐｅａｌｃｅｕｉｓｉｅｅｏｅｏＳｌｙｏｏａＴｕｔｃｍｐｒｈｅｓｖｅｅｔｏｆｐｏｉｏｉｇｐｒｃｓｏｅｎｉｅｄｔｃｉｎｏｓｔｎｎｅｉｉｎ，ａｃｌｒｔｎ，ｓｅｄ，ｔｍｐｒｔｅｖｒａｉｎｉｃｅｅａｉｏｐｅｅｅａｕｒａｉｔｏａｈｒｌｓｌｃｍｅｔｏａｌｓｒｗｎｔ．Ａｆｅａａｐｏｅｓｎｇｂｏｕｅｎｄｔｅｍａｄｉｐａｅｎｆｂｃｅｕｉｓｌｔｒｄｔｒｃｓｉｙｃｍｐｔｒ，ｔｅｎｒａｉｅｄｔｃｉｇｈｏｍｔｅｅｔｎｖｒｐｒａｅａｑｒｄ．ＴｈｅｔｙｔｍｓｄｔｍｅｓｒｈｅｄｎａｃｐｅｆｒａｃｆｈｇｐｅａｌｅｏｔｃｎｂｃｕｉｅｅｔｓｓｓｅｕｅｏａｕｅｔｙｍｉｒｏｍｎｅｏｉｈｓｅｄｂｌｓｒｗｎｔｉｎｔｏｕｃｄｃｅｕｉＳｉｒｄｅ．

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滚珠丝杠副跑合及疲劳试验机
前言：本实用新型涉及一种滚珠丝杠副性能试验机，特别是一种滚珠丝杠副跑合及疲劳试验机。

它由加载装置、换向机构、液压站、控制器等组成，其特征在于加载装置为一液压式油缸，设置于滚珠丝杠副上的两个螺母之间。

本实用新型将外加载荷转化为系统的内力，丝杠支撑端无附加外力，试验过程中运转平稳，实现了试验机的寿命大于滚珠丝杠副的寿命，保证了试验可一次连续完成。

本实用新型适于各种滚珠丝杠副跑合及疲劳寿命试验。

申请号：91220060.X 申请日：1991.07.16
名称：滚珠丝杠副跑合及疲劳试验机
公开(公告) 号：CN2096754 公开(公告)日：1992.02.19 主分类号：G01N3/00 分案原申请号：
分类号：G01N3/00
颁证日：优先权：
申请(专利权)人：华东工学院
地址：210014江苏省南京市孝陵卫200号
施祖康; 张世琪; 殷爱华; 钱吉
国际申请：
发明(设计)人：
胜; 迟云
国际公布：进入国家日期：
专利代理机构：华东工学院专利事务所代理人：张骏鸣
滚珠丝杠副动态摩擦力矩测量装置
双螺母滚珠丝杠副预紧力测试装置。