滚珠丝杠副疲劳寿命试验台设计(8)
时间:2017-02-26 17:42 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
加载力的结构设计定为可对两组螺母同时进行加载的结构。使用丝杠带动螺母移动的方式，通过螺母的移动带动其底座对测试螺母结构产生拉压力，现定这种结构是因为考虑到减小成本、结构简单及体积小等因素；之前考虑过通过钢带对测试螺母施加载荷的方式，虽然这种结构加载较可靠，但是成本高，结构也很复杂；还有也考虑过通过液压加载结构加载，虽然加载力范围很大，但是它的体积很庞大，对于此试验台如果用液压加载方式，床身长预计优尔米，会导致试验台成本及重量的增加。虽然现定的丝杠螺母加载结构有着体积小、结构简单及成本低的优点，但是它加载不太可靠，此结构以后也会继续分析讨论和修改优化。 3.3.2 摩擦扭矩的检测 丝杠螺母扭矩的测量装置用单螺母结构，设计用连接板来传递扭矩的方式进行测量。图3.2为其结构简图。 图3.2 丝杠螺母扭矩测试简图 螺钉将底板与阶梯轴固连，而阶梯轴是与螺母同步转动，因此当螺母移动时，可带动底座移动。扭矩传感器结构上的连接板设计可以使螺母无法转动，并测量此时的扭矩，即为实验所需求的螺母摩擦扭矩数据 。 此测量结构的扭矩使用圆板结构传递，相比以前研究螺母摩擦扭矩时使用定位连接销传递扭矩更为可靠，定位销在螺母承受较大载荷时，容易被拉断，测量范围小，并且不可靠，现定的使用圆板传递扭矩的方法，使试验台能够测量较大范围的摩擦扭矩，结果相对可靠。 3.3.3 预紧力的检测 丝杠螺母的预紧力测量装置采用双螺母结构。所谓双螺母调整预紧装置，就是在同一根滚珠丝杠上装配两个螺母。通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受工作载荷之前，分别与丝杠滚道的两个不同的侧面接触，即使两个接触角的位置正好相反，且在滚珠与滚道圆弧面间先给以一定的接触压力，使其产生一定的预变形。根据使两个螺母间产生相对位置变化的方法不同，可分为垫片式、螺纹式及插齿式，比较三种预紧结构形式，垫片式结构简单紧凑，工作可靠，但滚道有磨损时，不能随便调节间隙和预紧力的大小，不过根据本试验台的要求，现选定用垫片式伸张预压结构。既可满足测试的要求，也可与另一组螺母进行搭配组装。 3.3.3.1 垫片式双螺母预紧结构 通过改变两个螺母之间的垫片的厚度来调整两个螺母之间的轴向位置。如图3.3所示，根据预压力的大小选择相对厚度的垫片放入两个螺母之间，施加预压力，由于螺母A、B产生伸张负荷，故称为伸张预压力。 图3.3 伸张预压结构 3.3.3.2 预紧力如何测试 最初所定的预紧力测量结构，是使用应变片式测力传感器，将单个传感器代替垫片插入双螺母之间，这个传感器所测的力便是实验所需测的预紧力，所测得结果只可观测到总预紧力的变化曲线，但是通过查阅资料【 】得知用三个独立均匀排列的力传感器，可以检测到局部载荷的分布，如图3.4所示双螺母预紧力检测结构简图。 图3.4 双螺母预紧力测试结构简图 该测试装置选用压力式传感器，以120°方向均分3个力传感器的结构，该结构替代垫片插入两螺母之间，实现垫片式预紧，要求厂家在装配此螺母时就将该传感器装置插入两螺母之间。 相对于使用单个应变片式测力传感器的测力结构，这三个力传感器测得力的总和为实验台所需测预紧力的大小，并且从实验结果中可观察在三个不同方向上力的变化曲线，从文献资料中得知，丝杠的几何误差会引起双螺母之间预紧力的变化，几何公差主要决定双螺母局部应力的分布，通过观测这三个方向的力的变化曲线，可分析滚珠丝杠副制造时产生的几何误差对螺母内应力分布的影响，进而分析其对丝杠寿命的影响，预紧力的变化曲线也反映着滚珠丝杠副的磨损状况。 (责任编辑：qin) |