直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲桿性能試驗(yàn)臺(tái)，床身前、后支撐板之間連接有大圓柱導(dǎo)軌，圓柱導(dǎo)軌滑塊連接工作臺(tái)，工作臺(tái)上面固定連接螺母座，工作臺(tái)底部安裝直線電機(jī)動(dòng)子，直線電機(jī)動(dòng)子與直線電機(jī)定子配合連接，螺母座內(nèi)裝有絲杠螺母，床身后端部上裝有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌通過(guò)滑塊連接可移動(dòng)端，可移動(dòng)端上設(shè)有可移動(dòng)端定位機(jī)構(gòu)；可移動(dòng)端和床身的前支撐板上分別裝有一個(gè)可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)；床身的前支撐板后面的臺(tái)面上通過(guò)電機(jī)支架固定連接伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接被測(cè)的滾珠絲杠。本發(fā)明能解決現(xiàn)有滾珠絲杠實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能針對(duì)單一型號(hào)的滾珠絲杠在空載情況下測(cè)試的問(wèn)題，具有可更換滾珠絲杠并測(cè)試滾珠絲杠在負(fù)載情況下動(dòng)態(tài)性能的功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，尤其是一種可用于針 對(duì)不同型號(hào)尺寸滾珠絲杠在負(fù)載情況下的性能試驗(yàn)。

【背景技術(shù)】
[0002] 滾珠絲杠在高速化的同時(shí)會(huì)引起傳動(dòng)精度降低，噪聲以及由于溫升所引起的變形 等問(wèn)題，導(dǎo)致了滾珠絲杠穩(wěn)定性的下降，因此測(cè)試滾珠絲杠的這些性能顯得尤其重要。搭建 滾珠絲杠實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，可以得到滾珠絲杠在受到負(fù)載時(shí)候的力學(xué) 性能，在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性，以及在溫升時(shí)其變形量以及熱伸長(zhǎng)量。通過(guò)對(duì)滾珠絲杠 的力、噪聲、溫度以及熱伸長(zhǎng)量等數(shù)據(jù)的采集，可以為滾珠絲杠的理論研究提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 從而對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行研究分析，改進(jìn)其性能。這對(duì)于滾珠絲杠的發(fā)展以及規(guī)模較大的滾珠 絲杠專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家以及理論研究有著重要的意義。
[0003] 我國(guó)滾珠絲杠的精度指標(biāo)已經(jīng)接近國(guó)外先進(jìn)水平，但是滾珠絲杠還是主要依賴(lài)進(jìn) 口，其原因主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的性能指標(biāo)與國(guó)外有較大差距，發(fā)展水平與先進(jìn)國(guó)家相比還有 一段距離。整個(gè)行業(yè)對(duì)滾珠絲杠性能測(cè)試的儀器都不完善，因此就算有相同的原材料和加 工工藝，對(duì)于制造出來(lái)的滾珠絲杠如果沒(méi)有精確的檢測(cè)手段，滾珠絲杠的性能指標(biāo)也難以 提升。
[0004] 要實(shí)現(xiàn)高性能的滾珠絲杠，就必須從檢測(cè)技術(shù)上依靠科技求創(chuàng)新。精確的檢測(cè)手 段及完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是保證產(chǎn)品質(zhì)量和研究產(chǎn)品性能的前提。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是要提供一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以滾珠絲杠為研究對(duì) 象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)直線電機(jī)提供軸向負(fù)載，從而測(cè)試其性能，解決目前實(shí)驗(yàn)臺(tái)無(wú)法施加軸 向負(fù)載的問(wèn)題；并設(shè)計(jì)出一個(gè)可裝卸絲杠測(cè)試不同長(zhǎng)度和直徑的滾珠絲杠的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以期 解決目前實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能針對(duì)單一型號(hào)的絲杠進(jìn)行性能研究的問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲桿性能試驗(yàn)臺(tái)，包括電機(jī)支架，伺服電機(jī)，聯(lián)軸器，可調(diào)裝 夾機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)，絲杠螺母，螺母座，預(yù)緊機(jī)構(gòu)，可移動(dòng)端，可移動(dòng)端定位機(jī)構(gòu)，直線導(dǎo)軌，直 線電機(jī)動(dòng)子，床身，直線電機(jī)定子，大圓柱導(dǎo)軌，圓柱導(dǎo)軌滑塊，直線導(dǎo)軌滑塊，其特點(diǎn)是：床 身上面的前、后支撐板之間連接有大圓柱導(dǎo)軌，大圓柱導(dǎo)軌配合滑動(dòng)連接圓柱導(dǎo)軌滑塊，圓 柱導(dǎo)軌滑塊上面固定連接工作臺(tái)，工作臺(tái)上面固定連接螺母座，工作臺(tái)底部安裝有直線電 機(jī)動(dòng)子，直線電機(jī)動(dòng)子與固定在床身臺(tái)面上的直線電機(jī)定子21配合連接，螺母座內(nèi)裝有絲 杠螺母，螺母座后面設(shè)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)；床身后端部臺(tái)面上裝有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌通過(guò)直線導(dǎo) 軌滑塊連接可移動(dòng)端，可移動(dòng)端上設(shè)有可移動(dòng)端定位機(jī)構(gòu)；可移動(dòng)端和床身的前支撐板上 分別裝有一個(gè)可固定不同型號(hào)的滾珠絲杠所對(duì)應(yīng)的滾動(dòng)軸承的可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)；床身的前支 撐板后面的臺(tái)面上通過(guò)電機(jī)支架固定連接伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接被 測(cè)的滾珠絲杠。
[0007] 可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)包括軸承座、扳手、卡爪、小錐齒輪、大錐齒輪、夾持端、銷(xiāo)釘、小螺 母，小錐齒輪置于軸承座上方的通孔內(nèi)，扳手與小錐齒輪連接，小錐齒輪與大錐齒輪配合連 接，大錐齒輪背面的平面螺紋與卡爪配合連接，卡爪上通過(guò)銷(xiāo)釘固定小螺母，小螺母與夾持 端配合連接。
[0008] 床身的前、后支撐板上分別裝有一個(gè)大緩沖彈簧、且后支撐板上還裝有小緩沖彈 簧。大圓柱導(dǎo)軌通過(guò)圓柱導(dǎo)軌支撐座連接在床身的臺(tái)面上。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明通過(guò)伺服電機(jī)與直線電機(jī)的組合，形成了在給滾珠絲杠施加驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)可 施加負(fù)載力，應(yīng)用這一機(jī)構(gòu)組合而成的實(shí)驗(yàn)裝置能對(duì)滾珠絲杠的工作負(fù)載條件進(jìn)行模擬實(shí) 驗(yàn)，檢測(cè)出滾珠絲杠在重載情況下的傳動(dòng)精度、加速度、溫度、熱位移和噪聲等性能指標(biāo)。
[0010] 2、本發(fā)明針對(duì)不同直徑及長(zhǎng)度的滾珠絲杠進(jìn)行測(cè)試的要求，形成了可調(diào)的滾珠絲 杠裝夾機(jī)構(gòu)，以及床身右側(cè)的可移動(dòng)端。以適應(yīng)對(duì)不同型號(hào)滾珠絲杠的測(cè)試研究。通過(guò)這 一機(jī)構(gòu)可使整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置在對(duì)不同規(guī)格型號(hào)的滾珠絲杠進(jìn)行測(cè)試時(shí)不必更換相應(yīng)的組件， 就可對(duì)其進(jìn)行測(cè)試研究。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本發(fā)明的主視圖； 圖2是圖1的左剖視圖； 圖3是圖1的俯視圖； 圖4是可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)的主視圖； 圖5是可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)的左剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013] 如圖1至圖5所示，一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可換滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由放置在工作 臺(tái)與床身之間的直線電機(jī)和分別放置在滾珠絲杠兩端的可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)組成。
[0014] 實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括電機(jī)支架1，伺服電機(jī)2,聯(lián)軸器3,可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)4,滾動(dòng)軸承5,大緩沖 彈簧6,滾珠絲杠7,工作臺(tái)8,絲杠螺母9,螺母座10,預(yù)緊機(jī)構(gòu)11，可移動(dòng)端14,可移動(dòng)端定 位機(jī)構(gòu)15,小緩沖彈簧16,加強(qiáng)筋板17,直線導(dǎo)軌18,直線電機(jī)動(dòng)子19,床身20,直線電機(jī) 定子21，大圓柱導(dǎo)軌22,圓柱導(dǎo)軌支撐座23,底座24,圓柱導(dǎo)軌滑塊25,直線導(dǎo)軌滑塊26。
[0015] 床身20的左端固定有電機(jī)支架1，電機(jī)支架1與伺服電機(jī)2連接。床身20則通過(guò) 內(nèi)六角螺釘與底座24相連，底座24安裝在地基上。被測(cè)的滾珠絲杠7通過(guò)聯(lián)軸器3與伺 服電機(jī)2相連接，絲杠螺母9固定在螺母座10上，螺母座10固定在工作臺(tái)8上。直線電機(jī) 動(dòng)子19安裝在工作臺(tái)8底部，直線電機(jī)定子21安裝在床身20臺(tái)面的前、后支撐板之間的 兩根大圓柱導(dǎo)軌22之間，兩根大圓柱導(dǎo)軌22用圓柱導(dǎo)軌支撐座23安裝在經(jīng)過(guò)精加工的床 身20臺(tái)階面上。大圓柱導(dǎo)軌22配合滑動(dòng)連接圓柱導(dǎo)軌滑塊25,圓柱導(dǎo)軌滑塊25上面固定 連接工作臺(tái)8。
[0016] 直線導(dǎo)軌18安裝在床身20臺(tái)面的尾部上，直線導(dǎo)軌18上的直線導(dǎo)軌滑塊26與 可移動(dòng)端14連接，可移動(dòng)端14上設(shè)有可移動(dòng)端定位機(jī)構(gòu)15。二個(gè)可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)4分別通 過(guò)法蘭盤(pán)固定在床身20的前支撐板和可移動(dòng)端14的通孔內(nèi)?？梢苿?dòng)端定位機(jī)構(gòu)15在右 邊的可移動(dòng)端14確定好位置后將可移動(dòng)端14進(jìn)行固定。大緩沖彈簧6和小緩沖彈簧16 固定在床身20的前后支撐板上，防止工作臺(tái)8超出給定行程。加強(qiáng)筋板17安裝在可移動(dòng) 端14的底部的交接處，對(duì)可移動(dòng)端14起加固作用。預(yù)緊機(jī)構(gòu)11在滾珠絲杠被裝夾好后， 對(duì)滾珠絲杠7進(jìn)行預(yù)拉伸。
[0017] 如圖4, 5所示，可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)4包括軸承座27,扳手28,卡爪29,小錐齒輪30,大 錐齒輪31，夾持端32,銷(xiāo)釘33,小螺母34。
[0018] 在可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)4中，床身20左端和可移動(dòng)端14分別作為左右兩側(cè)的裝夾機(jī)構(gòu) 的載體，通過(guò)法蘭盤(pán)分別將裝夾機(jī)構(gòu)固定在床身20和可移動(dòng)端14上。小錐齒輪30放入軸 承座27上方的通孔內(nèi)，扳手28與小錐齒輪30連接，小錐齒輪30與大錐齒輪31齒面配合 連接，大錐齒輪31背面的平面螺紋與卡爪29相配合連接，卡爪29上通過(guò)銷(xiāo)釘33固定小螺 母34,小螺母34與夾持端32配合。當(dāng)扳手28扳動(dòng)小錐齒輪30時(shí)，小錐齒輪30帶動(dòng)大錐 齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，大錐齒輪31背面的平面螺紋就使三個(gè)卡爪29同時(shí)向中心靠近或退出，從而 夾持不同直徑的滾珠軸承。當(dāng)活動(dòng)卡爪29的直徑調(diào)節(jié)好后，可以轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)卡爪29上的小 螺母34,從而調(diào)節(jié)活動(dòng)夾持端的寬度，將滾動(dòng)軸承5、12完全定位。
[0019] 實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，伺服電機(jī)2作為主驅(qū)動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器3帶動(dòng)滾珠絲杠7轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶 動(dòng)絲杠螺母9直線運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母9固定在螺母座10上，螺母座10與工作臺(tái)8連接，故帶 動(dòng)工作臺(tái)通過(guò)滑塊25在大圓柱導(dǎo)軌22上平動(dòng)。直線電機(jī)作為負(fù)載驅(qū)動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)8移動(dòng) 時(shí)，直線電機(jī)可產(chǎn)生與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向相反的推力，模擬工況負(fù)載。
[0020] 本發(fā)明通過(guò)伺服電機(jī)與直線電機(jī)的組合，形成了具有在運(yùn)行工程中加載軸向力的 功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠絲杠工況的模擬。并設(shè)計(jì)了可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)，可夾持不同型號(hào)的滾珠絲 杠。本發(fā)明主要解決現(xiàn)有滾珠絲杠實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能針對(duì)單一型號(hào)的滾珠絲杠在空載情況下進(jìn)行 測(cè)試的問(wèn)題，它具有可更換滾珠絲杠并測(cè)試滾珠絲杠在負(fù)載情況下動(dòng)態(tài)性能的功能。
【權(quán)利要求】
1. 一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲桿性能試驗(yàn)臺(tái)，包括電機(jī)支架1，伺服電機(jī)2,聯(lián)軸器 3,可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)（4)，工作臺(tái)（8)，絲杠螺母（9)，螺母座（10)，預(yù)緊機(jī)構(gòu)（11)，可移動(dòng)端 (14)，可移動(dòng)端定位機(jī)構(gòu)（15)，直線導(dǎo)軌（18)，直線電機(jī)動(dòng)子（19)，床身（20)，直線電機(jī)定 子（21)，大圓柱導(dǎo)軌（22)，圓柱導(dǎo)軌滑塊（25)，直線導(dǎo)軌滑塊（26)，其特征在于：所述床身 (20)上面的前、后支撐板之間連接有大圓柱導(dǎo)軌（22)，大圓柱導(dǎo)軌（22)配合滑動(dòng)連接圓柱 導(dǎo)軌滑塊（25)，圓柱導(dǎo)軌滑塊（25)上面固定連接工作臺(tái)（8)，工作臺(tái)（8)上面固定連接螺母 座（10)，工作臺(tái)（8)底部安裝有直線電機(jī)動(dòng)子（19)，直線電機(jī)動(dòng)子（19)與固定在床身（20) 臺(tái)面上的直線電機(jī)定子（21)配合連接，螺母座（10)內(nèi)裝有絲杠螺母（9)，螺母座（10)后面 設(shè)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)（11);床身（20)后端部臺(tái)面上裝有直線導(dǎo)軌（18)，直線導(dǎo)軌（18)通過(guò)直線導(dǎo) 軌滑塊（26)連接可移動(dòng)端（14)，可移動(dòng)端（14)上設(shè)有可移動(dòng)端定位機(jī)構(gòu)（15);可移動(dòng)端 (14)和床身（20)的前支撐板上分別裝有一個(gè)可固定不同型號(hào)的滾珠絲杠（7)所對(duì)應(yīng)的滾 動(dòng)軸承（5)的可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)（4);床身（20)的前支撐板后面的臺(tái)面上通過(guò)電機(jī)支架（1)固 定連接伺服電機(jī)（2,）伺服電機(jī)2的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器（3)連接被測(cè)的滾珠絲杠（7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述 可調(diào)裝夾機(jī)構(gòu)（4)包括軸承座（27)、扳手（28)、卡爪（29)、小錐齒輪（30)、大錐齒輪（31)、 夾持端（32)、銷(xiāo)釘（33)、小螺母（34)，小錐齒輪（30)置于軸承座（27)上方的通孔內(nèi)，扳手 (28)與小錐齒輪（30)連接，小錐齒輪（30)與大錐齒輪（31)配合連接，大錐齒輪（31)背面 的平面螺紋與卡爪（29)配合連接，卡爪（29)上通過(guò)銷(xiāo)釘（33)固定小螺母（34)，小螺母（34) 與夾持端（32)配合連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述床 身（20)的前、后支撐板上分別裝有一個(gè)大緩沖彈簧（6)、且后支撐板上還裝有小緩沖彈簧 (16)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述大 圓柱導(dǎo)軌（22)通過(guò)圓柱導(dǎo)軌支撐座（23)連接在床身（20)的臺(tái)面上。
【文檔編號(hào)】G01M13/02GK104122087SQ201410403032
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】林獻(xiàn)坤, 洪苑慶, 陳颯 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)