滚珠丝杠副磨合试验系统的制作方法

本实用新型涉及一种测试滚珠丝杠副磨合特性的试验装置，属于机械电控技术领域。

背景技术：

滚珠丝杠副产品生产后，需要进行磨合试验用以测试产品性能。尤其是用于航天产品的伺服传动机构中的滚珠丝杠副，要求在磨合试验时更能接近产品的真实工作状态。滚珠丝杠副要在短时间、大负载的情况下，实现连续变向磨合。且要实现两种工作模式，模式一丝杠双向旋转，螺母直线运动；模式二螺母双向旋转，丝杠直线运动。试验条件要求严格，常规磨合试验台难以满足试验内容。需要一套达到相应试验要求的磨合试验系统。

技术实现要素：

本实用新型针对上述磨合试验中存在的技术问题，提供了一种滚珠丝杠副磨合试验系统。该系统有效模拟了产品的实际工作状态，解决了常规磨合试验台不能完全覆盖的技术问题，满足产品相关的试验要求，充分测试了产品的磨合特性。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

该试验系统包括控制系统、加载系统和测试系统，控制系统通过电信号实现对加载系统的控制；加载系统实现滚珠丝杠副变向磨合的机械部分；测试系统通过电信号实现数据的收集与反馈。

所述的控制系统包括控制集成模块、制动电阻、限位开关及电控箱，控制集成模块、制动电阻、限位开关安装在电控箱中，控制集成模块、制动电阻、限位开关通过电缆连接伺服电机与工控机。

所述的加载系统为，加载电机、驱动电机分别位于试验平台两端面下方，加载电机、驱动电机通过皮带I、皮带II分别与轴承组件I、轴承组件II相连，轴承组件I、轴承组件II分别固定于试验平台两端；轴承组件I依次与传动丝杆、拉压力传感器、工装组件、法兰及轴承组件II相连。

所述的传动丝杆、拉压力传感器、工装组件彼此之间由紧固件刚性连接。

所述的工装组件内部安装试验产品。

所述的试验平台上设有直线导轨，传动丝杆和工装组件安装在直线导轨上。

所述的试验平台上设有位移传感器。

所述的测试系统包括数字采集模块、电源、操控台及工控机，数字采集模块、电源集成于操控台内部，工控机位于操控台上。

所述的试验平台与操控台分离独立设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用双电机模式，其中一台作为主驱动电机，另一台作为加载电机，解决滚珠丝杠副磨合试验中的短时间、大负载连续变向问题。采用中空轴承和工装，实现螺母双向旋转，丝杠直线运动的工作模式。通过更换工装，实现丝杠双向旋转，螺母直线运动的另一工作模式。

本实用新型实现了滚珠丝杠副两种磨合状态的集成。试验系统工作时，很好地满足产品性能测试的非常规试验条件。实现对产品转数、位移及负载力的实时监测。具有工况模拟更真实、试验效率更高的特点。

附图说明

图1为本实用新型系统原理示意图。

图2为本实用新型实施例系统结构示意图。

图2中，1-控制集成模块、2-制动电阻、3-限位开关、4-电控箱、5-加载电机、6-皮带I、7-轴承组件I、8-传动丝杆、9-紧固件、10-直线导轨、11-试验产品、12-工装组件、13-法兰、14-轴承组件II、15-皮带II、16-驱动电机、17-位移传感器、18-拉压力传感器、19-数字采集模块、20-电源、21-操控台、22-工控机。

具体实施方式

本实用新型参照附图，结合具体实施例详述如下。

实施例

如图1所示，该试验系统由控制系统、加载系统和测试系统组成。控制系统由控制集成模块、制动装置、电控箱等组成，通过电信号实现对加载系统的控制。加载系统由伺服电机、传动装置、试验平台等组成，是实现滚珠丝杠副变向磨合的重要机械部分。测试系统由数据采集模块、传感器、工控机等组成，通过电信号，实现数据的收集与反馈。磨合试验时，测试系统可对产品的转速、位移、负载力等试验参数进行实时监测与储存。

如图2所示，所述的控制系统包括控制集成模块1、制动电阻2、限位开关3及电控箱4，控制集成模块1、制动电阻2、限位开关3安装在电控箱4中，控制集成模块1、制动电阻2、限位开关3通过电缆连接伺服电机(加载电机5、驱动电机16)与工控机22，实现对电机运转的准确控制。

所述的加载系统为，加载电机5、驱动电机16分别位于试验平台两端面下方，加载电机5、驱动电机16通过皮带I6、皮带II15分别与轴承组件I7、轴承组件II14相连，轴承组件I7、轴承组件II分别固定于试验平台两端；轴承组件I7依次与传动丝杆8、拉压力传感器18、工装组件12、法兰13及轴承组件II14相连。所述的传动丝杆8、拉压力传感器18、工装组件12彼此之间由紧固件9刚性连接。所述的工装组件12内部安装试验产品11。所述的试验平台上设有直线导轨10，传动丝杆8和工装组件12安装在直线导轨10上，以实现加载磨合时的换向功能。通过更换工装，可以模拟实际工况，实现两种磨合状态。

拉压力传感器18安装在传动丝杆8与工装组件12两者之间，用于测试磨合试验时滚珠丝杠副的受力变化。位移传感器17位于试验平台上，用于测试滚珠丝杠副的位置变化及初始位置的标定。

所述的测试系统包括数字采集模块19、电源20、操控台21及工控机22，数字采集模块19、电源20集成于操控台21内部，工控机22位于操控台21上。通过电信号实现对滚珠丝杠副转速、位移和负载力等参数的监控与反馈。

考虑到安全因素，把本实用新型的试验平台与测试系统分离放置，实施远程控制。传感器测取的数据传送至操控台21实现动态监测与显示，并对数据进行储存和处理，形成试验报告。

该试验系统实现了滚珠丝杠副两种磨合状态的集成。有效模拟了产品的实际工作状态，很好地满足产品性能测试的非常规试验条件。具有独立的控制系统、加载系统和测试系统。

控制系统通过指令实现对两台伺服电机的驱动、加载功能。加载系统提供8500N-16000N的负载力，模拟两种实际工作状态，实现短时间、大负载情况下的连续变向磨合。测试系统实现对转速、位移、负载力等参数的动态监测。

测试系统设有传感器、数字采集装置、工控机，负载力测量范围为0-30kN，测量精度1%FS，位移测量范围0-50mm。测量精度0.1%FS，测量系统不确定度优于0.5%。