專利名稱：一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺。
背景技術：
絲杠副指的是由絲杠和螺母組成的螺旋傳動部件，導軌副指的是由導軌和導軌滑塊組成的運動副。絲杠副、導軌副作為機械系統常用傳動部件，在各種機器設備中應用廣泛。因此，實時監測與評估絲杠副、導軌副的性能退化狀態及剩余壽命，有利于建立合理有效的維修計劃，減少不必要的停機時間，節省大量的維護費用。目前，國內外針對絲杠副、導軌副性能退化狀態與壽命預測方面的試驗技術及設備較少，還沒有出現可沿三個方向動態加載力的可重構絲杠副、導軌副性能退化機理和剩余壽命研究的試驗設備。

發明內容
本發明的目的是提供一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，該試驗臺能方便的實現多種型號的絲杠副、導軌副的加速壽命試驗，且加載力可根據用戶需要沿橫向、垂向、絲杠軸向三個方向動態加載，并能實時采集評估絲杠副、導軌副剩余壽命及退化機理所需的試驗數據，為絲杠副、導軌副的設計與維護提供更加可靠的試驗依據。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其組成是機座、機座的上表面有兩條縱向的倒T型槽，兩條倒T型槽之間形成一個T型臺； 每條倒T型槽的外側各有一個導軌安裝臺，導軌安裝臺為兩個，每個導軌安裝臺的上表面均固定有導軌墊板，導軌墊板上安裝導軌；所述的T型臺上有兩個絲杠軸承座，兩個絲杠軸承座的底部兩側均通過螺栓與兩條倒T型槽連接固定；絲杠通過軸承安裝于所述的兩個絲杠軸承座上；絲杠的一端通過聯軸器與電機相連，電機通過電機安裝座固定于T型臺上；所述的兩個導軌安裝臺上的導軌各安裝有兩個導軌滑塊，每個導軌滑塊均通過螺栓與一個導軌滑塊墊板相連，兩個導軌安裝臺中的一個導軌安裝臺的上表面還固定有光柵尺主尺，光柵尺讀數頭與光柵尺主尺配合；導軌滑塊墊板和光柵尺讀數頭的上表面均與受力滑臺的下表面相連；固定于絲杠的螺母上的絲母座也與受力滑臺的下表面相連；受力滑臺的一側通過齒條與位于機座上的磁粉制動器的輸出軸端部的齒輪嚙合； 受力滑臺另一側的側面與橫向加載機構的施力輪相對；受力滑臺的上方與垂向加載機構的施力輪相對；每個導軌滑塊、兩個絲杠軸承座和絲母座上均安裝有溫度傳感器及三向振動加速度傳感器；這些傳感器及光柵尺讀數頭均與數據采集及控制系統電連接；電機、磁粉制動器、橫向加載機構和垂向加載機構也均與數據采集及控制系統電連接。本發明的工作過程和原理是
將絲杠、絲杠的螺母組成的絲杠副，安裝于機座的T型臺上；導軌、導軌滑塊組成的導軌副，安裝于導軌安裝臺上。調整垂向加載機構背座滑槽在龍門架橫向導軌上的位置以設定垂向加載機構的施力輪與受力滑臺的接觸位置。啟動電機，電機通過聯軸器帶動絲杠旋轉，進而通過絲杠的螺母、絲母座帶動受力滑臺縱向運動，電機自帶的編碼器采集絲杠旋轉的速度信號并將其反饋給數據采集及控制系統，同時，光柵尺采集受力滑臺的位移信號并將其反饋給數據采集及控制系統，數據采集及控制系統根據反饋信號調整電機控制信號，實現受力滑臺按用戶設置參數的縱向運動； 同時，數據采集及控制系統根據用戶輸入的受力滑臺橫向、垂向、軸向的力加載變化曲線， 分別控制橫向加載機構、垂向加載機構、磁粉制動器的輸出力的大小；使受力滑臺承受設定的垂向力、橫向力和縱向阻力，以模擬各種工況。試驗時，數據采集及控制系統通過傳感器采集導軌滑塊、絲杠軸承座和絲母座的溫度信號和振動信號，通過光柵尺采集受力滑臺的位移信號。從而得到評估絲杠副、導軌副剩余壽命及退化機理所需的試驗數據，為絲杠副、導軌副的設計與維護提供更加可靠的試驗依據。當需要更換不同型號的導軌副時，只需更換與之配套的導軌墊板、導軌滑塊墊板即可實現導軌副的可重構；當需要更換不同型號的絲杠副時，只需更換與之配套的軸承、軸承套、絲母座和聯軸器即可實現絲杠副的可重構。與現有技術相比，本發明的有益效果是一、本試驗臺能實時檢測導軌滑塊、絲杠軸承座和絲母座的溫度信號、振動信號和受力滑臺的位移信號；測試時可沿橫向、垂向、縱向(絲杠軸向)三個方向同時對與絲杠副、 導軌副相連的受力滑臺施力，并且三個方向的加載力變化曲線可由用戶根據試驗需要設定，能更好的模擬絲杠副、導軌副的各種復雜工況。從而能為評估絲杠副、導軌副剩余壽命及退化機理提供更豐富、真實、可靠的試驗數據，能為絲杠副、導軌副的設計與維護提供更真實、可靠的試驗依據。二、導軌通過導軌墊板與導軌安裝臺相連，導軌滑塊通過導軌滑塊墊板與受力滑臺相連的安裝方式，方便的實現了不同型號導軌副的可重構；絲杠副也能更換、重構，提高了試驗臺的通用性。上述的的橫向加載機構的具體構成是機座的一側固定有橫向液壓缸，橫向液壓缸的缸桿端部通過拉壓力傳感器與施力輪安裝架相連，拉壓力傳感器與數據采集及控制系統電連接，施力輪安裝架上安裝有水平的施力輪，施力輪安裝架的下部與固定于機座上的安裝架滑軌配合。采用液壓缸對受力滑臺施力，加載力可以實現大范圍的連續變化，且液壓缸的體積小、重量輕、動態性能好；水平的施力輪既能很好的從側面對受力滑臺進行橫向施力，又不會妨礙受力滑臺的縱向移動。拉壓力傳感器反饋加載力信號構成閉環控制系統，可以實現較高精度的力加載控制，進一步提高了試驗數據的精確性和可靠性。上述的垂向加載機構的具體構成是跨過兩導軌安裝臺的龍門架固定于機座上， 龍門架上橫向設置有橫向導軌，橫向導軌與垂向加載機構的背座后部的滑槽配合，背座的前部固定有垂向液壓缸，垂向液壓缸的缸桿端部通過拉壓力傳感器與施力輪安裝架相連， 拉壓力傳感器與數據采集及控制系統電連接，施力輪安裝架上安裝有垂直的施力輪，施力
4輪安裝架的后部與固定于背座前部的安裝架滑軌配合。通過調整垂向加載機構背座滑槽在龍門架橫向導軌上的位置可方便的調整垂向加載機構的施力輪與受力滑臺的接觸位置，實現了垂向施力輪對受力滑臺加載位置的可調。同樣，采用液壓缸對受力滑臺施力，加載力可以實現大范圍的連續變化，且液壓缸的體積小、重量輕、動態性能好；垂直的施力輪既能很好的從上面對受力滑臺進行垂向施力，又不會妨礙受力滑臺的縱向移動。同時，拉壓力傳感器反饋加載力信號構成閉環控制系統，可以實現較高精度的力加載控制；進一步提高了試驗數據的精確性和可靠性。上述的絲杠通過軸承安裝于絲杠軸承座上的具體結構是絲杠與軸承的內圈緊配合，軸承的外圈與軸承套的內圈緊配合，軸承套的外圈通過螺栓固定在軸承座上。這樣，當需要更換不同型號的絲杠副時，只需更換與絲杠軸徑配套的聯軸器、軸承、軸承套、與螺母配套的絲母座即可實現絲杠副的可重構，而不用更換絲杠軸承座，更方便絲杠副的重構，試驗臺的通用性更好。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的描述。


圖1是本發明實施例的試驗臺的立體結構示意圖；圖2是本發明實施例的試驗臺去掉橫向加載機構、垂向加載機構、受力滑臺、磁粉制動器及其齒輪后的立體結構示意圖；圖3是本發明實施例的絲杠、絲杠軸承座、軸承及軸承套的橫向剖面放大示意具體實施例方式實施例圖1-3示出，本發明的一種具體實施方式
是，一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其組成是機座1、機座1的上表面有兩條縱向的倒T型槽2，兩條倒T型槽2之間形成一個 T型臺3 ；每條倒T型槽2的外側各有一個導軌安裝臺4，導軌安裝臺4為兩個，每個導軌安裝臺4的上表面均固定有導軌墊板7，導軌墊板7上安裝導軌11 ；所述的T型臺3上有兩個絲杠軸承座10，兩個絲杠軸承座10的底部兩側均通過螺栓與兩條倒T型槽2連接固定；絲杠四通過軸承32安裝于所述的兩個絲杠軸承座10上； 絲杠四的一端通過聯軸器9與電機5相連，電機5通過電機安裝座8固定于T型臺3上；所述的兩個導軌安裝臺4上的導軌11各安裝有兩個導軌滑塊11A，每個導軌滑塊 IlA均通過螺栓與一個導軌滑塊墊板IlB相連，兩個導軌安裝臺4中的一個導軌安裝臺4的上表面還固定有光柵尺主尺6，光柵尺讀數頭6A與光柵尺主尺6配合；導軌滑塊墊板1IB和光柵尺讀數頭6A的上表面均與受力滑臺17的下表面相連；固定于絲杠四的螺母31上的絲母座30也與受力滑臺17的下表面相連；受力滑臺17的一側通過齒條觀與位于機座1上的磁粉制動器沈的輸出軸端部的齒輪27嚙合；受力滑臺17另一側的側面與橫向加載機構的施力輪15相對；受力滑臺17 的上方與垂向加載機構的施力輪25相對；
每個導軌滑塊11A、兩個絲杠軸承座10和絲母座30上均安裝有溫度傳感器及三向振動加速度傳感器；這些傳感器及光柵尺讀數頭6Α均與數據采集及控制系統電連接；電機 5、磁粉制動器沈、橫向加載機構和垂向加載機構也均與數據采集及控制系統電連接。圖1示出，本例的橫向加載機構的具體構成是機座1的一側固定有橫向液壓缸 13，橫向液壓缸13的缸桿端部通過拉壓力傳感器14與施力輪安裝架16相連，拉壓力傳感器14與數據采集及控制系統電連接，施力輪安裝架16上安裝有水平的施力輪15，施力輪安裝架16的下部與固定于機座1上的安裝架滑軌12配合。圖1還示出，本例的垂向加載機構的具體構成是跨過兩導軌安裝臺4的龍門架 19固定于機座1上，龍門架19上橫向設置有橫向導軌22，橫向導軌22與垂向加載機構的背座18后部的滑槽配合，背座18的前部固定有垂向液壓缸20，垂向液壓缸20的缸桿端部通過拉壓力傳感器23與施力輪安裝架M相連，拉壓力傳感器23與數據采集及控制系統電連接，施力輪安裝架M上安裝有垂直的施力輪25，施力輪安裝架M的后部與固定于背座 18前部的安裝架滑軌21配合。圖3示出，本例的絲杠四通過軸承32安裝于絲杠軸承座10上的具體結構是絲杠四與軸承32的內圈緊配合，軸承32的外圈與軸承套33的內圈緊配合，軸承套33的外圈通過螺栓固定在軸承座10上。
權利要求
1.一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其組成是機座(1)、機座(1)的上表面有兩條縱向的倒τ型槽O)，兩條倒T型槽(2)之間形成一個T型臺(3)；每條倒T型槽O)的外側各有一個導軌安裝臺G)，導軌安裝臺(4)為兩個，每個導軌安裝臺(4)的上表面均固定有導軌墊板(7)，導軌墊板(7)上安裝導軌(11)；所述的T型臺( 上有兩個絲杠軸承座(10)，兩個絲杠軸承座(10)的底部兩側均通過螺栓與兩條倒T型槽( 連接固定；絲杠09)通過軸承(3 安裝于所述的兩個絲杠軸承座(10)上；絲杠09)的一端通過聯軸器(9)與電機( 相連，電機( 通過電機安裝座 (8)固定于T型臺(3)上；所述的兩個導軌安裝臺(4)上的導軌(11)各安裝有兩個導軌滑塊(IlA)，每個導軌滑塊(IlA)均通過螺栓與一個導軌滑塊墊板(IlB)相連，兩個導軌安裝臺(4)中的一個導軌安裝臺(4)的上表面還固定有光柵尺主尺(6)，光柵尺讀數頭(6A)與光柵尺主尺(6)配合； 導軌滑塊墊板(IlB)和光柵尺讀數頭(6A)的上表面均與受力滑臺(17)的下表面相連；固定于絲杠09)的螺母(31)上的絲母座(30)也與受力滑臺(17)的下表面相連；受力滑臺(17)的一側通過齒條08)與位于機座(1)上的磁粉制動器06)的輸出軸端部的齒輪(XT)嚙合；受力滑臺(17)另一側的側面與橫向加載機構的施力輪(15)相對； 受力滑臺(17)的上方與垂向加載機構的施力輪05)相對；每個導軌滑塊(IlA)、兩個絲杠軸承座(10)和絲母座(30)上均安裝有溫度傳感器及三向振動加速度傳感器；這些傳感器及光柵尺讀數頭(6A)均與數據采集及控制系統電連接；電機(5)、磁粉制動器( )、橫向加載機構和垂向加載機構也均與數據采集及控制系統電連接。
2.根據權利要求1所述的一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其特征在于，所述的橫向加載機構的具體構成是機座(1)的一側固定有橫向液壓缸(13)，橫向液壓缸(1 的缸桿端部通過拉壓力傳感器(14)與施力輪安裝架(16)相連，拉壓力傳感器(14)與數據采集及控制系統電連接，施力輪安裝架(16)上安裝有水平的施力輪(15)，施力輪安裝架(16)的下部與固定于機座(1)上的安裝架滑軌(12)配合。
3.根據權利要求1所述的一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其特征在于，所述的垂向加載機構的具體構成是跨過兩導軌安裝臺(4)的龍門架(19)固定于機座⑴上，龍門架(19)上橫向設置有橫向導軌02)，橫向導軌02)與垂向加載機構的背座(18)后部的滑槽配合，背座(18)的前部固定有垂向液壓缸(20)，垂向液壓缸OO)的缸桿端部通過拉壓力傳感器與施力輪安裝架04)相連，拉壓力傳感器與數據采集及控制系統電連接，施力輪安裝架04)上安裝有垂直的施力輪(25)，施力輪安裝架04) 的后部與固定于背座(18)前部的安裝架滑軌配合。
4.根據權利要求1所述的一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其特征在于，所述的絲杠09)通過軸承(32)安裝于絲杠軸承座(10)上的具體結構是絲杠 (29)與軸承(32)的內圈緊配合，軸承(32)的外圈與軸承套(33)的內圈緊配合，軸承套 (33)的外圈通過螺栓固定在軸承座(10)上。
全文摘要
一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺，其組成是機座上的兩個導軌安裝臺之間的T型臺的兩絲杠軸承座上安裝與電機相連的絲杠；導軌安裝臺上的導軌與導軌滑塊配合，導軌上的導軌滑塊墊板、一個導軌安裝臺上的光柵尺讀數頭和絲杠的螺母上的絲母座均與受力滑臺的底部相連；受力滑臺的一側通過齒條與磁粉制動器輸出軸端部的齒輪嚙合。受力滑臺的另一側面與橫向加載機構的施力輪相對，上方則與垂向加載機構的施力輪相對。該試驗裝置能實現多種型號的絲杠副、導軌副的三向動態加載的加速壽命試驗，能實時采集評估絲杠副、導軌副剩余壽命及退化機理所需的試驗數據，為絲杠副、導軌副的設計與維護提供更加可靠的試驗依據。
文檔編號G01M13/02GK102507182SQ201110321929
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月21日 優先權日2011年10月21日
發明者馮凌聰, 張筱辰, 彭路星, 許明恒, 郭亮, 高宏力, 黃海鳳 申請人:西南交通大學