[实用新型]一种预紧可调式滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及滚珠丝杠副动态特性测量技术领域，特别涉及一种预紧可调式滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量装置。

背景技术

随着数控机床向高速化、精密化方向发展，这对作为机床基础功能部件之一的滚珠丝杠副提出更高的要求。但是随着速度的提升，现有的滚珠丝杠副会出现温度上升，噪声增大，定位精度下降等现象，严重情况下甚至滚珠丝杠副结构会遭到破坏，而这些都与摩擦力矩有关。因此有效解决影响滚珠丝杠副摩擦力矩的不良因素，是实现机床精密微量进给和精密高速进给的基础和前提。

滚珠丝杠副摩擦力矩极不平稳，存在较大波动，且测量重复性差，主要是因为影响因素非常多。丝杠副的结构形式、丝杠及丝母的加工精度、预紧力、内部润滑、外界环境条件以及运动状态等都会对其产生影响。

目前对于滚珠丝杠副摩擦力矩产生机理、波动原因，国内外还没有一套完整的理论，主要原因在于没有一套可靠地实验装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种预紧可调式滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量装置，不仅仅可以测量不同转速下的实时动态力矩波动情况，而且可以加载不同的预紧力，研究不同工况下，预紧力大小与摩擦力矩大小之间的量化关系，整个装置对于摩擦力矩产生机理、波动原因的分析提供了强大的实验基础。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种预紧可调式滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量装置，包括双驱动机构，摩擦力矩测量机构、预紧力测量与调节机构分别和双驱动机构配合连接；

所述的双驱动机构包括基座1，前轴承座16和后轴承座3安装在基座1两端，滚珠丝杠5由前轴承座16、后轴承座3支撑固定，伺服电机18安装在前轴承座16的外侧，伺服电机18输出轴通过同步带17与滚珠丝杠5一端连接，直线电机6布置在滚珠丝杠副正下面，沿滚珠丝杠副轴向平行布置，直线导轨4布置在直线电机6的两侧，直线导轨4上面布置有直线导轨滑板7，直线导轨滑板7和直线电机6输出轴连接，在直线导轨4的一侧还平行布置有长光栅2；

所述的摩擦力矩测量机构整体布置在滚珠丝杠5与直线导轨滑板7之间，摩擦力矩测量机构的上半部分包括测杆12，测杆12与滚珠丝杠5的丝母11固定连接，下半部分包括底座8，底座8与直线电机滑板7固定连接，一对顶杆19与底座8上一安装孔间隙配合，一对顶杆19通过顶端夹住测杆12，测力传感器9安装在顶杆19之上，滚珠槽20黏贴在测力传感器9上，钢珠21通过硅胶固定在滚珠槽20内，一对压板10安装在底座8的两侧，与顶杆19尾部球头一端接触，一对顶杆19、测力传感器9、滚珠槽20、钢珠21、一对压板10采用沿滚珠丝杠5两侧对称布置的形式。

所述预紧力测量与调节机构包括套筒13，套筒13安装在丝母11的外侧，与双丝母11间隙配合，压力传感器14紧贴于套筒13法兰侧，圆螺母15紧贴于压力传感器14，并通过螺纹与丝母11连接。

所述的滚珠槽20内径稍微大于钢珠21直径，他们之间填充有硅胶弹性材料，

本实用新型的有益效果：本装置可以展开各个因素对摩擦力矩的实验研究，对于国内滚珠丝杠副实现高速化、精密化有非常重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为摩擦力矩测量机构结构示意图。

图3为预紧力测量与调节机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步描述。

参照图1，一种预紧可调式滚珠丝杠副摩擦力矩动态测量装置，包括双驱动机构，摩擦力矩测量机构、预紧力测量与调节机构分别和双驱动机构配合连接；

所述双驱动机构由基座1、伺服电机18、直线电机6、前轴承座16、后轴承座3、直线导轨4、直线导轨滑板7、同步带17以及滚珠丝杠5丝母11组成，前轴承座16和后轴承座3安装在基座1两端，滚珠丝杠5由前轴承座16、后轴承座3支撑固定，伺服电机18安装在前轴承座16的外侧，伺服电机18输出轴通过同步带17与滚珠丝杠5一端连接，驱动滚珠丝杠5作回转运动，直线电机6布置在滚珠丝杠副正下面，沿滚珠丝杠副轴向平行布置，直线导轨4布置在直线电机6的两侧，直线导轨4上面布置有直线导轨滑板7，直线导轨滑板7和直线电机6动子连接，直线导轨滑板7能够沿着直线导轨4轴向运动，在直线导轨4的一侧还平行布置有长光栅2；