一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，包括驱动部件、头部部件、加载部件、尾部部件和斜床身；其中，驱动部件安装在斜床身一侧，头部部件、加载部件和尾部部件安装在斜床身上部，驱动部件与头部部件一端连接，头部部件另一端连接尾部部件，驱动部件驱动头部部件带动安装在其上的加载部件进行往复运动。本实用新型专利技术选用斜床身作为实验台基座，具有快速更换滚珠丝杠的功能，支持多种型号滚珠丝杠，具有设计可拆卸的轴承座，通过调整头部部件和尾部部件的距离适应不同长度的滚珠丝杠，通过更换固定轴承部件来适应不同直径的滚珠丝杠。同直径的滚珠丝杠。同直径的滚珠丝杠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台


[0001]本技术涉及一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，属于旋转机械中数控机床滚珠丝杠副故障检测


技术介绍

[0002]随着现代制造业向智能化、自动化、复杂化的方向发展。这就对制造装备的精度和可靠性提出了更高的要求。数控机床滚珠丝杠副作为数控机床的重要传动部件之一，它的精度直接影响到加工产品的质量。这就对滚珠丝杆副的故障诊断提出了更高的要求。
[0003]目前国内针对滚珠丝杠的试验装置主要集中在综合性能测定方面，大多数试验台并不具备负载的加载功能，不能模拟实际运行工况。西南交通大学的张筱辰，通过在线实时监测加速度、温度和电流信号，对滚珠丝杠进行的健康状况监测。北京机床所研制成功的GSZ2000高速滚珠丝杠副综合测试装置，用于采集高速时的定位精度、噪声和温升数据。由于数控机床加工工况复杂的多样性，开发一种能够基于数控机床实际基座，具有滚珠丝杠故障模拟的实验平台非常重要。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，通过该平台可以实现不同直径、长度的滚珠丝杠的更换，支持多种实际运行工况，多种故障的模拟，支持加速度、温度、噪声、扭矩、位移数据等多种数据的采集。
[0005]本技术的技术方案是：基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，包括驱动部件、头部部件、加载部件、尾部部件和斜床身17；其中，驱动部件安装在斜床身17一侧，头部部件、加载部件和尾部部件安装在斜床身17上部，驱动部件与头部部件一端连接，头部部件另一端连接尾部部件，驱动部件驱动头部部件带动安装在其上的加载部件进行往复运动。
[0006]所述驱动部件包括伺服电机1、同步带轮Ⅰ15
‑
1、同步带16；其中，同步带轮Ⅰ15
‑
1通过键安装在伺服电机1的输出轴上，通过同步带16连接同步带轮Ⅰ15
‑
1与头部部件中的同步带轮Ⅱ15
‑
2。
[0007]所述头部部件包括同步带轮Ⅱ15
‑
2、头架轴21、圆磁栅2、联轴器Ⅰ3、动态扭矩传感器4、联轴器Ⅱ5、轴承座Ⅰ6、滚珠丝杠8；其中，通过键安装在头架轴21上的同步带轮Ⅱ15
‑
2用于连接驱动部件中的同步带16，头架轴21一端从同步带轮Ⅱ15
‑
2伸出安装圆磁栅2，头架轴21另一端通过联轴器Ⅰ3连接动态扭矩传感器4一端，动态扭矩传感器4另一端通过联轴器Ⅱ5连接滚珠丝杠8一端，滚珠丝杠8通过轴承座Ⅰ6、尾部部件中的轴承座Ⅱ12固定在斜床身17上。
[0008]所述轴承座Ⅰ6上安装防撞挡板22和防撞垫片Ⅰ7，用于防止轴承座Ⅰ6被撞；所述轴承座Ⅱ12上安装防撞垫片Ⅱ20，用于防止轴承座Ⅱ12被撞。
[0009]所述轴承座Ⅰ6、轴承座Ⅱ12均包括轴承座外壳6
‑
1和固定轴承部件6
‑
2；其中，轴承
座外壳6
‑
1底部设有凹槽与斜床身17上的凸起24配合，轴承座外壳6
‑
1底部设有开口用于安装固定轴承部件6
‑
2且固定轴承部件6
‑
2与轴承座外壳6
‑
1非开口面贴合。
[0010]所述尾部部件包括轴承座Ⅱ12；轴承座Ⅱ12与头部部件中轴承座Ⅰ6配合用于安装头部部件中的滚珠丝杠8，并通过锁紧螺母13锁紧。
[0011]所述加载部件包括滚珠螺母9、螺母座10、受力滑台11、导轨14、导轨滑块23；其中，滚珠螺母9通过螺母座10与受力滑台11连接，受力滑台11的底部设有导轨滑块23，导轨滑块23与斜床身17上的导轨14配合且沿导轨14滑动。
[0012]所述斜床身17上安装光栅尺18，光栅尺18与驱动部件运动方向平行。
[0013]还包括加速度传感器、温度传感器、电流传感器、噪声传感器中的一种或多种，加速度传感器、温度传感器分别同时安装在头部部件中的轴承座Ⅰ6、尾部部件中的轴承座Ⅱ12以及加载部件中的滚珠螺母9上，电流传感器连接在驱动部件中伺服电机1的导线处，噪声传感器安装在斜床身17且位于滚珠螺母9行程的中间处。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015](1)本技术适用于直径在20
‑
63mm，螺纹长度小于等于2000mm的数控机床滚珠丝杠的测试分析需求，适用于工业上大多数的滚珠丝杠型号。
[0016](2)本技术选用斜床身作为实验台基座，具有快速更换滚珠丝杠的功能，支持多种型号滚珠丝杠，具有设计可拆卸的轴承座，通过调整头部部件和尾部部件的距离适应不同长度的滚珠丝杠，通过更换固定轴承部件来适应不同直径的滚珠丝杠。
[0017](3)可以采集滚珠丝杠在不同负载和转速工况下的数据和行程误差的测量。
附图说明
[0018]图1为本技术整体装配示意图；
[0019]图2为本技术驱动部件结构示意图；
[0020]图3为本技术头部部件结构示意图；
[0021]图4为本技术轴承座Ⅰ结构示意图；
[0022]图5为本技术轴承座外壳结构示意图；
[0023]图6为本技术固定轴承部件结构示意图；
[0024]图7为本技术斜床身部件结构示意图；
[0025]图8为本技术尾部部件结构示意图；
[0026]图9为本技术加载部件结构示意图；
[0027]图10为本技术整体装配去掉驱动部件后的示意图
[0028]图中各标号为：1为伺服电机，2为圆磁栅，3为联轴器Ⅰ，4为动态扭矩传感器，5为联轴器Ⅱ，6为轴承座Ⅰ，6
‑
1为轴承座外壳，6
‑
2为固定轴承部件，7为防撞垫片Ⅰ，8为滚珠丝杠，9为滚珠螺母，10为螺母座，11为受力滑台，12为轴承座Ⅱ，13为锁紧螺母，14为导轨，15
‑
1为同步带轮Ⅰ，15
‑
2为同步带轮Ⅱ，16为同步带，17为斜床身，18为光栅尺，19为读数头，20为防撞垫片Ⅱ，21为头架轴，22为防撞挡板，23为导轨滑块，24为凸起。
具体实施方式
[0029]实施例1：如图1
‑
10所示，一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，包括驱
动部件、头部部件、加载部件、尾部部件和斜床身17；其中驱动部件安装在斜床身17一侧，头部部件、加载部件和尾部部件安装在斜床身17上部，驱动部件与头部部件一端连接，头部部件另一端连接尾部部件，驱动部件驱动头部部件带动安装在其上的加载部件进行往复运动。
[0030]可选地，所述驱动部件包括伺服电机1、同步带轮Ⅰ15
‑
1、同步带16；其中，同步带轮Ⅰ15
‑
1通过键安装在伺服电机1的输出轴上，通过同步带16连接同步带轮Ⅰ15
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，其特征在于：包括驱动部件、头部部件、加载部件、尾部部件和斜床身(17)；其中，驱动部件安装在斜床身(17)一侧，头部部件、加载部件和尾部部件安装在斜床身(17)上部，驱动部件与头部部件一端连接，头部部件另一端连接尾部部件，驱动部件驱动头部部件带动安装在其上的加载部件进行往复运动。2.根据权利要求1所述的基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，其特征在于：所述驱动部件包括伺服电机(1)、同步带轮Ⅰ(15
‑
1)、同步带(16)；其中，同步带轮Ⅰ(15
‑
1)通过键安装在伺服电机(1)的输出轴上，通过同步带(16)连接同步带轮Ⅰ(15
‑
1)与头部部件中的同步带轮Ⅱ(15
‑
2)。3.根据权利要求1所述的基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，其特征在于：所述头部部件包括同步带轮Ⅱ(15
‑
2)、头架轴(21)、圆磁栅(2)、联轴器Ⅰ(3)、动态扭矩传感器(4)、联轴器Ⅱ(5)、轴承座Ⅰ(6)、滚珠丝杠(8)；其中，通过键安装在头架轴(21)上的同步带轮Ⅱ(15
‑
2)用于连接驱动部件中的同步带(16)，头架轴(21)一端从同步带轮Ⅱ(15
‑
2)伸出安装圆磁栅(2)，头架轴(21)另一端通过联轴器Ⅰ(3)连接动态扭矩传感器(4)一端，动态扭矩传感器(4)另一端通过联轴器Ⅱ(5)连接滚珠丝杠(8)一端，滚珠丝杠(8)通过轴承座Ⅰ(6)、尾部部件中的轴承座Ⅱ(12)固定在斜床身(17)上。4.根据权利要求3所述的基于斜床身的滚珠丝杠副故障模拟实验台，其特征在于：所述轴承座Ⅰ(6)上安装防撞挡板(22)和防撞垫片Ⅰ(7)，用于防止轴承座Ⅰ(6)被撞；所述轴承座Ⅱ(12)上安装防撞垫片Ⅱ(20)，用于防止轴承座Ⅱ(12)被撞。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，谢一帆，台晋宜，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：