CN107167312A - 一种直线传动产品疲劳寿命试验机 - Google Patents

Abstract

本发明是对直线传动零部件寿命进行快速检测的试验机，通过检测结果快速找出与对标样品或原始设计的差距，从而提高产品的研发速度。

Description

一种直线传动产品疲劳寿命试验机

技术领域

本发明涉及一种直线传动产品疲劳寿命试验机，具体涉及一种对直线导轨及滑块、光轴及直线轴承、滚珠丝杠及丝母等进行疲劳寿命试验的机。

背景技术

本发明是对直线传动零部件寿命进行快速检测的试验机，通过检测结果快速找出与对标样品或原始设计的差距，从而提高产品的研发速度。

发明内容

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种直线传动零部件的疲劳寿命试验机，它包括工作台架、驱动***、检测***、负载***、测试工装及被测件。见附图1和附图2。所述工作台架由铝型材机架1和安装平台2构成。铝型材机架由铝合金工业型材构成，并固定与地面基础上。机架的设计时充分考虑台架的强度和刚度，尽量减少试验时的振动，进而减少对试验结果的影响。安装平台一方面作为实验的水平基准面，需要达到JB/T7974-1999标准1级；另一方面作为通用性平台，其上面的安装孔要多采用通用性设计，使其更加方便地与多种测试工装连接。

所述驱动***根据被试件的不同，可以采用两种形式：

第一种对直线往复产品试验的驱动***，见图1所示。驱动***由伺服电机3、主带轮4、同步带5、附带轮7、主摆臂6和附摆臂8构成；

另一种对由旋转运动转化为直线往复运动的驱动***，见图2。驱动***由伺服电机3、主带轮4、同步带5和附带轮7构成。

所述测量***根据被试件的不同，可以采用两种形式：

第一种对直线往复产品试验的测量***，见图1所示。测量***是由激光位移传感器9、和力传感器11构成。力传感器11检测作用在滑块上的力值，位移传感器9用于检测被测件（光轴和直线轴承）10的位移值，通过控制器能够形成位移与力值曲线。力传感器11采用三轴传感器，进而准确地采集三个方向的力值变化进行分析。并且具有力保护功能，即试验件的力值达到设定的上线和下线值时，设备记录试验结果、停止试验，并报警；

另一种对由旋转运动转化为直线往复运动的测量***，见图2所示。测量***是由扭矩传感器6和激光位移传感器8构成。扭矩感器6检测作用在丝杠11上的扭矩值，位移传感器8用于检测被测件（丝杠和螺母）11移动的位移值，通过控制器能够形成位移与扭矩值曲线。并且具有扭矩保护功能，即试验件的扭矩值达到设定的上线和下线值时，设备记录试验结果、停止试验，并报警。

所述负载***有砝码和连接板构成（图1中为砝码12、连接板13，图2中为砝码9、连接板10）。通过增减砝码来调整工件的载荷。通过连接板可以使被试件承受垂直载荷或偏载荷。

所述测试工装及被测件，即图1测试工装14和被试件为（光轴和直线轴承）10，图2中测试工装14和被测件（丝杠和螺母）11。被试件工装作用是把被试件固定在试验平台上。本发明设计的平台和被试件工装的精度和通用性充分考虑了能够完成多种系列被试件的试验。

本发明还包括外部人机界面指令输入装置、安全围栏及安全锁、打印设备等，其均为本试验机的配套设施，均为本领域的公知常识，此处不再表述。

附图说明

附图1 对直线往复产品试验的驱动***

附图2对由旋转运动转化为直线往复运动的测量***

附图1中铝型材机架1、安装平台2、伺服电机3、主带轮4、同步带5、主摆臂6、附带轮7、附摆臂8、激光位移传感器9、被测件10、力传感器11、砝码12、连接板13、测试工装14

附图2中铝型材机架1、安装平台2、伺服电机3、主带轮4、同步带5、扭矩传感器6、附带轮7、激光位移传感器8、砝码9、连接板10、被测件（丝杠和螺母）11、测试工装12

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1.本发明通过伺服电机带动机械机构驱动***进行疲劳***运动，通过力/扭矩和位移的精确采集生产试验曲线（位移和力曲线、位移和扭矩曲线），实现对直线传动产品疲劳寿命进行精确的测试和分析。在国内此行业基本都采用气缸、液压缸或电动缸做为驱动***进行试验。因为作为疲劳试验功能的驱动源应该要被试件的抗疲劳性能更好，这样才能使测试结果更可靠。但是气缸和电缸的寿命小于或基本等于被试件的寿命。并且国内此类的试验机也没有进行力/扭矩和位移的精确采集、分析。所以本发明比传统设备具有更准确、更简单、更节能和更可靠等优点；

3.本发明通过设定伺服电机带动主同步带轮4的旋转或摆动角度值，方便地对被试件的速度和行程及运动周期进行设定。另外，还可以通过调整主摆臂6的长度调整，方便地对被试件的行程；

4.本发明通过测量***可以对被试件运动的位移和力/扭矩进行实时精密检测，从而得到随着被试件行程变化其作用力/驱动扭矩的变化，进而为被试件的磨损情况分析和产品优化提供更可靠的试验数据；

5.本发明可以进行双通道测试（即两组被试件同时测试），能够更好地进行两组被试件的对标试验；

6.本发明可以完成多种直线传动产品进行疲劳寿命试验，并且简单方便、安全系数高。

本发明的操作过程：

1、 工件安装固定

根据被试工件选择配套的测试工装14。通过测试工装14把被试工件安装固定在工作平台2上。图1被试件为（光轴和直线轴承）10，图2中测试工装14和被测件（丝杠和螺母）11。

2、 手动测试

通过三坐标等测量工具，调整到被试件的X\Y\Z方向的位置达到试验要求精度。手动移动或转动被试件，应顺畅无卡阻现象。

3、 驱动***的选择和连接

根据被试件选择使用驱动方式，即对直线往复产品试验选直线往复驱动***组件，见图1所示；对由旋转运动转化为直线往复运动试验选择旋转直线往复驱动***组件，见图2所示。把选择的组件进行连接。

4、 增添负载

根据试验工艺要求选择负载连接板（图1中连接板13，图2中连接板10）。把连接板与被试工件连接上后，在连接板上按照工艺要求增减砝码（图1中为砝码12，图2中为砝码9）到试验要求值，锁定砝码。

5、 试验测试

根据被试件选择使用驱动方式不同选择不同的试验操作界面，即对直线往复产品试验选“直线往复驱动***试验界面”，对由旋转运动转化为直线往复运动试验选择“旋转直线往复驱动***试验界面”。

根据试验工艺对被试件的速度、位移、载荷要求及力/扭矩限定要求，在人机界面输入指令，进行被试件的疲劳试验。

6、 结果生成

试验完成后，设备会自动生成试验数据。另外，试验员按照试验工艺要求，人工完成其他指标的测试，如间隙、零件的表面磨损状态等。

Claims (5)

1.一种直线传动零部件的疲劳寿命试验机，它包括工作台架、驱动***、检测***、负载***、测试工装及被测件。

2.根据权利要求1所述一种直线传动零部件的疲劳寿命试验机，其特征在于铝型材机架由铝合金工业型材构成，并固定与地面基础上，机架的设计时充分考虑台架的强度和刚度，尽量减少试验时的振动，进而减少对试验结果的影响，安装平台达到JB/T7974-1999标准1级；另一方面作为通用性平台，其上面的安装孔要多采用通用性设计，使其更加方便地与多种测试工装连接。

3.根据权利要求1所述一种直线传动零部件的疲劳寿命试验机，其特征在于有两种驱动***，第一种对直线往复产品试验的驱动***，另一种对由旋转运动转化为直线往复运动的驱动***。

4.根据权利要求1所述一种直线传动零部件的疲劳寿命试验机，其特征在于测量***以采用两种形式，第一种对直线往复产品试验的测量***，测量***是由激光位移传感器、和力传感器构成，力传感器检测作用在滑块上的力值，位移传感器用于检测被测件（光轴和直线轴承）的位移值，通过控制器能够形成位移与力值曲线，力传感器采用三轴传感器，进而准确地采集三个方向的力值变化进行分析，并且具有力保护功能，即试验件的力值达到设定的上线和下线值时，设备记录试验结果、停止试验，并报警；另一种对由旋转运动转化为直线往复运动的测量***，测量***是由扭矩传感器和激光位移传感器构成，扭矩感器检测作用在丝杠11上的扭矩值，位移传感器用于检测被测件（丝杠和螺母）移动的位移值，通过控制器能够形成位移与扭矩值曲线，并且具有扭矩保护功能，即试验件的扭矩值达到设定的上线和下线值时，设备记录试验结果、停止试验，并报警。

5.根据权利要求1所述一种直线传动零部件的疲劳寿命试验机，其特征在于所述负载***有砝码和连接板构成，通过增减砝码来调整工件的载荷，通过连接板可以使被试件承受垂直载荷或偏载荷。