4.3 滚动直线导轨副可靠性验收试验 35

结 论 36

致 谢 37

参 考 文 献 38

1 绪论

滚动功能部件是表示那些以滚动摩擦为特性的传动、定位和导向零部件。本文主要对滚 珠丝杠副和滚动直线导轨副进行分析研究。滚动功能部件的功能主要有省能增力、准确分度、 准确定位和对数控指令的及时响应、传动的同步性等。所以，它不仅在数控机床中有着很高 地位，并且在整个机械行业中都有很重要的地位。

滚珠丝杠副主要由滚珠丝杠、丝杠螺母、滚珠和回珠器构成，滚珠丝杠副的主要有两种 工作形式：丝杠带动丝杠螺母运动，即将回转运动转换成直线运动，或丝杠螺母带动丝杠运 动，即将直线运动转换成回转运动。有高传动精密性、传动效率高、响应快、服务期长等特 点[1-2]。

滚动直线导轨副结构如图 1.2 所示，主要由导轨、滑块、滚动体、回球器、保持架和密 封盖等构成。回球器保证滚动体在导轨和滑块滚道之间能够循环往复的运动，导轨起导向和 支撑功能，负载力经由滑块和滚动体最后施加于其上。密封盖是防止尘屑进入的系统内部。 滚动直线导轨副功能主要是对直线运动起精密的导向作用以及较高的承受载荷能力[3-4]。

1.1 滚动功能部件的可靠性技术研究近况

由于欧美等发达地区相对于中国发展较早，对滚动功能部件的研究和改进较多[5][6]，因此 我国滚动功能部件的产品在可靠性和精度保持性方面与国外的存在一定差距。国内的研究主 要集中于：滚动功能部件结构尺寸和受力情况对其寿命等性能的影响分析[7]，其中孙健利研 究了滚动直线导轨副滚道几何尺寸对导轨副力学性能的影响；滚动功能部件可靠性设计的方 法研究[8]，包括邹小琦对滚珠丝杠副在动、静载荷下的可靠性设计研究；对滚动功能部件的 动力学与设计分析[9]以及在额定动载荷下对滚动功能部件使用寿命的理论分析和计算公式的 推导[10][11]，其中方健对滚动导轨副的动载荷和寿命进行了分析，研究了额定动载荷的计算公 式和改进了寿命计算公式。还包括了对滚动功能部件摩擦力、振动、噪声和精度等性能的测 试和检测系统的研究和开发。其中，周传宏就对滚动直线导轨副的运动精度理论和技术进行 了研究，探索了影响运动精度的因素[12]；王兆坦等就滚珠丝杠副性能指标的测试方法进行了 研究，并对测试结果进行了分析[13]；李春梅等就滚动直线导轨副的摩擦力动态测量方法进行 了研究，并设计了动态测量系统，使得测试结果更加精确和可信[14]。但是却缺少对滚动功能 部件的可靠性试验方面的研究，缺少对其试验体系与试验规范的建立，缺少试验分析方法的 制定以及数据处理和评估的标准。行业中各企业大多基于经验模式，缺少系统的可靠性研究 体系，从而导致试验指标模糊，难以对产品进行量化审核。同时，对滚动功能部件可靠性试 验设备的研究和设计较少，无法进行对它们实际使用工况进行试验模拟，导致试验结果不准 确。

在标准 GB/T23568.1《机床功能部件可靠性评定总则》归纳制定了滚动功能部件在进行可 靠性试验时的试验条件、方法、内容、要求以及故障判定原则、故障监测和记录和可靠性评 定指标等，但这对可靠性试验的系统研究还远远不够。