[发明专利]一种滚珠丝杠副轴向加载装置

说明书

技术领域

本发明属于高速精密传动副控制方法测试系统领域，特别涉及一种对滚珠 丝杠副在进行轴向加载的装置。

背景技术

进入21世纪后，按照新型工业化道路发展趋势，数控机床与各类机电一 体化设备正向高精度、高速度、智能化、绿色环保方向发展。当前航空、汽车、 铁路、建筑等重要行业的快速发展，离不开高速、高精度加工的数控机床的发 展，这其中包括了高速、重载加工机床所必须的高速精密滚珠丝杠和滚动导轨 等功能部件。作为数控机床驱动系统的执行单元，对保障和提高整个数控机床 的加工精度、工作效率和综合性能起着至关重要的作用。总体来说，我国目前 的装备制造业与欧美，日本等工业发达国家仍然存在着较大差距，滚珠丝杠副 的制造水平及性能优劣影响着高精度数控机床的加工性能，因此，尽快突破技 术难题，开发性能优良、具有竞争力的高速、高精度滚珠丝杠副，对于加快提 升我国制造业的发展具有重要和紧迫的意义。而测试和制造是密不可分、相辅 相成的两项关键部分，没有测试，无法检验产品的质量好坏。

目前，滚珠丝杠副性能检测主要是在空载或轻载时进行，即使存在轴向加 载装置，采用的多是成本昂贵、控制方式复杂的液压加载装置。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低且加载力控制精 确的能够实现提供高速滚珠丝杠副轴向加载的轴向加载装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种滚珠丝杠副轴向加载装置，包括轴向加载试验台和滚珠丝杠副试验台， 所述滚珠丝杠副试验台包括试验台机身、位于所述试验台机身上的滚珠丝杠副 以及由所述滚珠丝杠副驱动的模拟工作台，所述轴向加载试验台所述模拟工作 台连接，其特征在于：所述轴向加载试验台包括加载台机身、设置在所述加载 台机身上的卷动体以及缠绕在所述卷动体上的加载绳，所述加载绳的另一端连 接在所述模拟工作台上，在所述加载台机身上还设置有作用在所述卷动体上用 于控制所述加载绳加载在所述模拟工作台上加载力大小的加载力调节装置。

所述加载力调节装置为制动卡钳，该制动卡钳包括控制器、与所述控制器 连接的加载电源、与所述加载电源连接的直流电磁铁以及连接在所述电磁铁上 的刹车片，所述刹车片在所述电磁铁的作用下与所述卷动体接触，并在所述加 载电源不同的电流下产生不同的制动力。

所述制动卡钳还包括一制动卡钳支座，所述电磁铁和刹车片设置在该制动 卡钳支座上，该制动卡钳支座与所述加载台机身固连。

所述制动卡钳支座上有滑槽，所述电磁铁安装在滑槽中，所述刹车片固定 在电磁铁内侧与滑轮轮面接触。

所述加载台机身上安装有两端对称的固定支座，在两个固定支座之间设置 有圆柱轴，在所述的圆柱轴上安装所述的卷动体，该卷动体为两个滑轮，在每 个所述滑轮缠绕一根所述加载绳。

所述电磁铁采用直流电磁铁，可以产生恒定的电磁吸引力，并且在控制电 流大小的情况下与滑轮轮面产生变化的压力，从而调节轴向载荷。

所述滑轮材料为铁磁体，能够与电磁铁吸引。

在所述滚珠丝杠副试验台机身上安装有位于滚珠丝杠副两侧的直线导轨， 每侧直线导轨上安装有两块直线导轨滑块，所述模拟工作台设置在所述两块直 线导轨滑块上。

在所述滚珠丝杠副试验台安装有提供动力源的伺服电机，伺服电机的输出 轴进过联轴器与滚珠丝杠副一端相连；滚珠丝杠副一端通过固定端支撑单元安 装在固定端支撑单元座上，另一端通过支撑端支撑单元安装在支撑端支撑单元 座上；滚珠丝杠副两端各安装有一个旋转编码器；丝杠副试验台机身侧面安装 有光栅尺。

所述滚珠丝杠副一端通过轴承安装在固定的密封单元支架上，所述滚珠丝 杠副的另一端通过轴承安装在轴承座上，滚珠丝杠副螺母通过螺母套安装在模 拟工作台下部；所述滚珠丝杠副试验台底座采用中部凹陷结构，凹陷平面上安 装有T型槽滑轨；电机座、固定端支撑单元座和支撑端支撑单元座通过槽用螺 栓固定在花岗岩底座上，T型槽滑轨中间安装有一个直线导轨，用以保证轴向 位置精度。

在所述模拟工作台上设置有拉压力传感器，该拉压力传感器与所述控制器 连接用于反馈控制所述加载电源的输出电流大小，所述加载绳连接在该拉压力 传感器上。

所述加载绳与所述拉压力传感器中心重合。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：