[发明专利]一种可重构的丝杠副、导轨副加速寿命电液伺服试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种可重构的丝杠副、导轨副加速寿命电液伺服试验台。

背景技术

丝杠副指的是由丝杠和螺母组成的螺旋传动部件，导轨副指的是由导轨和导轨滑块组成的运动副。丝杠副、导轨副作为机械系统常用传动部件，在各种机器设备中应用广泛。因此，实时监测与评估丝杠副、导轨副的性能退化状态及剩余寿命，有利于建立合理有效的维修计划，减少不必要的停机时间，节省大量的维护费用。

目前，国内外针对丝杠副、导轨副性能退化状态与寿命预测方面的试验技术及设备较少，还没有出现可沿三个方向动态加载力的可重构丝杠副、导轨副性能退化机理和剩余寿命研究的试验设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种可重构的丝杠副、导轨副加速寿命电液伺服试验台，该试验台能方便的实现多种型号的丝杠副、导轨副的加速寿命试验，且加载力可根据用户需要沿横向、垂向、丝杠轴向三个方向动态加载，并能实时采集评估丝杠副、导轨副剩余寿命及退化机理所需的试验数据，为丝杠副、导轨副的设计与维护提供更加可靠的试验依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可重构的丝杠副、导轨副加速寿命电液伺服试验台，其组成是：

机座、机座的上表面有两条纵向的倒T型槽，两条倒T型槽之间形成一个T型台；每条倒T型槽的外侧各有一个导轨安装台，导轨安装台为两个，每个导轨安装台的上表面均固定有导轨垫板，导轨垫板上安装导轨；

所述的T型台上有两个丝杠轴承座，两个丝杠轴承座的底部两侧均通过螺栓与两条倒T型槽连接固定；丝杠通过轴承安装于所述的两个丝杠轴承座上；丝杠的一端通过联轴器与电机相连，电机通过电机安装座固定于T型台上；

所述的两个导轨安装台上的导轨各安装有两个导轨滑块，每个导轨滑块均通过螺栓与一个导轨滑块垫板相连，两个导轨安装台中的一个导轨安装台的上表面还固定有光栅尺主尺，光栅尺读数头与光栅尺主尺配合；导轨滑块垫板和光栅尺读数头的上表面均与受力滑台的下表面相连；固定于丝杠的螺母上的丝母座也与受力滑台的下表面相连；

受力滑台的一侧通过齿条与位于机座上的磁粉制动器的输出轴端部的齿轮啮合；受力滑台另一侧的侧面与横向加载机构的施力轮相对；受力滑台的上方与垂向加载机构的施力轮相对；

每个导轨滑块、两个丝杠轴承座和丝母座上均安装有温度传感器及三向振动加速度传感器；这些传感器及光栅尺读数头均与数据采集及控制系统电连接；电机、磁粉制动器、横向加载机构和垂向加载机构也均与数据采集及控制系统电连接。

本发明的工作过程和原理是：

将丝杠、丝杠的螺母组成的丝杠副，安装于机座的T型台上；导轨、导轨滑块组成的导轨副，安装于导轨安装台上。调整垂向加载机构背座滑槽在龙门架横向导轨上的位置以设定垂向加载机构的施力轮与受力滑台的接触位置。

启动电机，电机通过联轴器带动丝杠旋转，进而通过丝杠的螺母、丝母座带动受力滑台纵向运动，电机自带的编码器采集丝杠旋转的速度信号并将其反馈给数据采集及控制系统，同时，光栅尺采集受力滑台的位移信号并将其反馈给数据采集及控制系统，数据采集及控制系统根据反馈信号调整电机控制信号，实现受力滑台按用户设置参数的纵向运动；同时，数据采集及控制系统根据用户输入的受力滑台横向、垂向、轴向的力加载变化曲线，分别控制横向加载机构、垂向加载机构、磁粉制动器的输出力的大小；使受力滑台承受设定的垂向力、横向力和纵向阻力，以模拟各种工况。

试验时，数据采集及控制系统通过传感器采集导轨滑块、丝杠轴承座和丝母座的温度信号和振动信号，通过光栅尺采集受力滑台的位移信号。从而得到评估丝杠副、导轨副剩余寿命及退化机理所需的试验数据，为丝杠副、导轨副的设计与维护提供更加可靠的试验依据。

当需要更换不同型号的导轨副时，只需更换与之配套的导轨垫板、导轨滑块垫板即可实现导轨副的可重构；当需要更换不同型号的丝杠副时，只需更换与之配套的轴承、轴承套、丝母座和联轴器即可实现丝杠副的可重构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本试验台能实时检测导轨滑块、丝杠轴承座和丝母座的温度信号、振动信号和受力滑台的位移信号；测试时可沿横向、垂向、纵向(丝杠轴向)三个方向同时对与丝杠副、导轨副相连的受力滑台施力，并且三个方向的加载力变化曲线可由用户根据试验需要设定，能更好的模拟丝杠副、导轨副的各种复杂工况。从而能为评估丝杠副、导轨副剩余寿命及退化机理提供更丰富、真实、可靠的试验数据，能为丝杠副、导轨副的设计与维护提供更真实、可靠的试验依据。