本發(fā)明涉及可靠性試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗裝置以及試驗方法。

背景技術(shù)：

滾珠絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動元件，滾珠絲杠主要由絲杠、絲母和滾珠組成，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車和航空航天領(lǐng)域，因此其使用壽命與可靠性非常重要。

目前，用于檢測滾珠絲杠的可靠性的試驗裝置絕大部分是在常溫條件下進(jìn)行測試的，不能針對實際工況進(jìn)行模擬，難以準(zhǔn)確的測試出滾珠絲杠的可靠性；另一個，現(xiàn)有的用于檢測滾珠絲杠的可靠性的試驗裝置在測試滾珠絲杠時，滾珠絲杠被測試的行程有限，嚴(yán)重的影響了測試結(jié)果，給測試人員和使用者帶來了較大的不便。

然而針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，研發(fā)者有必要研制一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、能夠調(diào)節(jié)測試溫度、能夠模擬實際工況、能夠調(diào)節(jié)滾珠絲杠的預(yù)緊力以及運(yùn)行時的摩擦力矩值的剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗裝置以及試驗方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的提供了一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、能夠調(diào)節(jié)測試溫度、能夠模擬實際工況、能夠調(diào)節(jié)滾珠絲杠的預(yù)緊力以及運(yùn)行時的摩擦力矩值的剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗裝置以及試驗方法。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗裝置，其特征在于，包括

一工作臺，在所述工作臺上設(shè)有支架；

一設(shè)置在支架的中部用于安裝待測試的滾珠絲杠的測試裝置，在所述測試裝置設(shè)置在調(diào)溫箱的內(nèi)部；

一用于為待測試的滾珠絲杠的絲桿提供旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置設(shè)置在支架的一端上；

一用于為待測試的滾珠絲杠提供軸向載荷的載荷施加裝置，所述載荷施加裝置設(shè)置在支架的另一端上；

一PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)與檢測裝置、調(diào)溫箱、驅(qū)動裝置和載荷施加裝置相連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該剎車用滾珠絲杠可靠性試驗裝置還包括一能夠調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置位置的預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置包括手輪、滾珠絲杠、第一滑板和第二滑板，所述手輪通過連接軸與滾珠絲杠的絲杠相連接，所述連接軸通過軸承安裝在第一安裝板上，所述第一安裝板通過螺栓安裝在支架上，所述第一滑板的一端安裝在滾珠絲杠的絲母上，所述第一滑板的另一端安裝在第二滑板上，在所述支架上沿其長度方向設(shè)有第一導(dǎo)軌，所述第二滑板滑動設(shè)置在第一導(dǎo)軌上，在所述支架上開設(shè)有導(dǎo)向滑槽，在所述第一滑板的中部設(shè)有可沿導(dǎo)向滑槽滑動的導(dǎo)向滑塊。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述測試裝置包括測試板、夾緊裝置、活塞、活塞套以及連接體，所述測試板通過螺栓安裝在支架上，在所述檢測板上沿其長度方向設(shè)有第二導(dǎo)軌，所述夾緊裝置滑動設(shè)置在第二導(dǎo)軌上，待測試的滾珠絲杠的絲母設(shè)置在夾緊裝置上，所述活塞的一端滑動設(shè)置在活塞套內(nèi)，另一端與待測試的滾珠絲杠的絲母螺栓連接，所述連接體一端與活塞相連接，另一端延伸至活塞套的外側(cè)與力傳遞軸相連接，所述活塞套通過第二安裝板安裝在測試板上，所述待測試的滾珠絲杠的絲杠的一端設(shè)置在活塞內(nèi)部。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述活塞與連接體之間的配合面為球狀結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述調(diào)溫箱內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器、位移傳感器和加熱裝置，所述加熱裝置與PLC控制系統(tǒng)電連接，所述溫度傳感器和位移傳感器與PLC控制系統(tǒng)通訊連接。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述驅(qū)動裝置包括伺服電機(jī)、減速機(jī)、扭矩傳感器和第一傳動軸，所述伺服電機(jī)與PLC控制系統(tǒng)電連接，所述扭矩傳感器與PLC控制系統(tǒng)通訊連接，所述伺服電機(jī)的輸出端與減速機(jī)的輸入端相連接，所述減速機(jī)的輸出端通過第一聯(lián)軸器與扭矩傳感器的一端相連接，所述扭矩傳感器的另一端通過第二聯(lián)軸器與第一傳動軸的一端相連接，所述第一傳動軸的另一端通過十字軸與待測試的滾珠絲杠的絲杠的另一端相連接，所述減速機(jī)通過第一連接板安裝在第二滑板上，所述第一傳動軸通過軸承安裝在第二連接板上，所述第二連接板安裝在第二滑板上，所述十字軸通過軸承安裝在第一支撐板上，所述第一支撐板通過螺栓安裝在支架上。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述載荷施加裝置包括倒T型支架、第一擋板、第二擋板和導(dǎo)柱，所述倒T型支架的下端通過螺栓安裝在工作臺上，所述導(dǎo)柱的一端安裝在倒T型支架上，另一端安裝在第一擋板上，所述第二擋板通過銅套滑動設(shè)置在導(dǎo)柱上，在所述第一擋板與第二擋板之間設(shè)有彈簧，所述彈簧的一端設(shè)置在第一擋板上，另一端設(shè)置在第二擋板上，在所述彈簧的內(nèi)部設(shè)有可伸縮的彈簧導(dǎo)向桿，所述彈簧導(dǎo)向桿的一端設(shè)置在第一擋板上，另一端設(shè)置在第二擋板上，在所述第二擋板與倒T型支架之間設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置在第二擋板上，所述壓力傳感器與PLC控制系統(tǒng)通訊連接，所述壓力傳感器通過第二傳動軸與力傳遞軸相連接，所述第二傳動軸通過軸承安裝在第二支撐板上，所述第二支撐板通過螺栓安裝在支架上。

本發(fā)明還提供了一種剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗方法，其特征在于，包括以下試驗步驟：

1)人工放入待測試的滾珠絲杠，將待測試的滾珠絲杠的絲杠的一端安裝在活塞的內(nèi)部，另一端與十字軸相連接，然后通過夾緊裝置對待測試的滾珠絲杠的絲母進(jìn)行鎖緊；

2)調(diào)節(jié)預(yù)緊力，手動旋轉(zhuǎn)手輪，調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的位置，從而將待測試的滾珠絲杠所受的預(yù)緊力調(diào)節(jié)至所需要數(shù)值；

3)啟動PLC控制系統(tǒng)，使PLC控制系統(tǒng)控制加熱裝置對調(diào)溫室內(nèi)進(jìn)行加熱，設(shè)置在調(diào)溫室內(nèi)的溫度傳感器將檢測的溫度傳輸至PLC控制系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)溫室內(nèi)的溫度到達(dá)設(shè)定溫度時，PLC控制系統(tǒng)控制加熱裝置停止加熱；

4)當(dāng)PLC控制系統(tǒng)控制加熱裝置停止加熱的同時控制伺服電機(jī)工作，使伺服電機(jī)帶動第一聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動，而第一聯(lián)軸器通過扭矩傳感器帶動第二聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動，扭矩傳感器將檢測的扭矩傳輸至PLC控制系統(tǒng)，而第二聯(lián)軸器通過第一傳動軸以及十字軸帶動待測試的滾珠絲杠的絲杠進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而使待測試的滾珠絲杠的絲母在夾緊裝置的作用下沿著第二導(dǎo)軌進(jìn)行滑動，待測試的滾珠絲杠的絲母滑動的同時推動活塞在活塞套內(nèi)部進(jìn)行滑動，使活塞推動連接體移動，最終推動第二擋板沿導(dǎo)柱進(jìn)行滑動，同時壓力傳感器將檢測的壓力傳輸至PLC控制系統(tǒng)；

5)設(shè)置在調(diào)溫箱內(nèi)的位移傳感器將檢測的待測試的滾珠絲杠的絲母的位移量傳輸至PLC控制系統(tǒng)，當(dāng)待測試的滾珠絲杠的絲母移動的移動至設(shè)定的位移量時，PLC控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)伺服電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)帶動待測試的滾珠絲杠的絲母移動的移動至設(shè)定的位移量時，一次循環(huán)完成，再進(jìn)行如上所述步驟，并通過PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄，最終計算出滾珠絲杠的可靠性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)調(diào)溫箱內(nèi)部的測試溫度，在測試時便于模擬實際工況下的溫度，有效的提高了測試的準(zhǔn)確性；另一個，該試驗裝置還設(shè)有一預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置，預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置能夠調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的位置，從而將滾珠絲杠的預(yù)緊力以及運(yùn)行時的摩擦力矩值調(diào)節(jié)至需要的數(shù)值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明去除調(diào)溫箱后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的A處放大圖。

圖4為圖2的俯視圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參照圖1-圖4所示，圖中給出的一種剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗裝置，包括支架100、測試裝置、驅(qū)動裝置、載荷施加裝置、預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置和PLC控制系統(tǒng)(圖中未示出)。

在工作臺100的下端設(shè)有支腳120，支腳120的設(shè)置能夠有效的工作臺100整體的穩(wěn)定性能，在工作臺100上設(shè)有支架110，支架110通過螺栓固定安裝在工作臺100上。

預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置包括手輪610、滾珠絲杠、第一滑板650和第二滑板670，手輪610通過連接軸620與滾珠絲杠的絲杠640相連接，連接軸620通過軸承安裝在第一安裝板630上，第一安裝板630通過螺栓安裝在支架110上，第一滑板650的一端安裝在滾珠絲杠的絲母660上，第一滑板650的另一端安裝在第二滑板670上，在支架110上沿其長度方向設(shè)有第一導(dǎo)軌，第二滑板670滑動設(shè)置在第一導(dǎo)軌上，在支架100上開設(shè)有導(dǎo)向滑槽111，在第一滑板650的中部設(shè)有可沿導(dǎo)向滑槽111滑動的導(dǎo)向滑塊651。

測試裝置設(shè)置在支架100的中部用于安裝待測試的滾珠絲杠，測試裝置包括測試板210、夾緊裝置220、活塞230、活塞套240以及連接體250，測試板210通過螺栓安裝在支架100上，在檢測板210上沿其長度方向設(shè)有第二導(dǎo)軌，夾緊裝置220滑動設(shè)置在第二導(dǎo)軌上，待測試的滾珠絲杠的絲母410設(shè)置在夾緊裝置220上，活塞230的一端滑動設(shè)置在活塞套240內(nèi)，另一端與待測試的滾珠絲杠的絲母410螺栓連接，連接體250一端與活塞230相連接，另一端延伸至活塞套240的外側(cè)與力傳遞軸270相連接，活塞套240通過第二安裝板260安裝在測試板210上，待測試的滾珠絲杠的絲杠420的一端設(shè)置在活塞230內(nèi)部。

活塞230與連接體250之間的配合面為球狀結(jié)構(gòu)，能夠有效的防止因機(jī)械部件傾斜導(dǎo)致的不同心的情況，有效的提高了試驗裝置的穩(wěn)定性能。

在測試裝置設(shè)置在調(diào)溫箱300的內(nèi)部，在調(diào)溫箱300內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器、位移傳感器和加熱裝置，加熱裝置與PLC控制系統(tǒng)電連接，溫度傳感器和位移傳感器與PLC控制系統(tǒng)通訊連接，溫度傳感器用于實時監(jiān)控調(diào)溫箱300內(nèi)的溫度，而位移傳感器用于監(jiān)控待測試的滾珠絲杠的絲母410的位移量。

驅(qū)動裝置用于為待測試的滾珠絲杠的絲桿420提供旋轉(zhuǎn)力，驅(qū)動裝置設(shè)置在支架100的一端上，驅(qū)動裝置包括伺服電機(jī)510、減速機(jī)520、扭矩傳感器550和第一傳動軸580，伺服電機(jī)510與PLC控制系統(tǒng)電連接，扭矩傳感器550與PLC控制系統(tǒng)通訊連接，伺服電機(jī)510的輸出端與減速機(jī)520的輸入端相連接，減速機(jī)520的輸出端通過第一聯(lián)軸器540與扭矩傳感器550的一端相連接，扭矩傳感器550的另一端通過第二聯(lián)軸器560與第一傳動軸580的一端相連接，第一傳動軸580的另一端通過十字軸800與待測試的滾珠絲杠的絲杠420的另一端相連接，減速機(jī)520通過第一連接板530安裝在第二滑板670上，第一傳動軸580通過軸承安裝在第二連接板570上，第二連接板570安裝在第二滑板670上，十字軸800通過軸承安裝在第一支撐板810上，第一支撐板810通過螺栓安裝在支架110上。

載荷施加裝置用于為待測試的滾珠絲杠提供軸向載荷，載荷施加裝置設(shè)置在支架110的另一端上，載荷施加裝置包括倒T型支架710、第一擋板720、第二擋板730和導(dǎo)柱740，倒T型支架710的下端通過螺栓安裝在工作臺100上，導(dǎo)柱740的一端安裝在倒T型支架710上，另一端安裝在第一擋板720上，第二擋板730通過銅套滑動設(shè)置在導(dǎo)柱740上，在第一擋板720與第二擋板730之間設(shè)有彈簧750，彈簧750的一端設(shè)置在第一擋板720上，另一端設(shè)置在第二擋板730上，在彈簧750的內(nèi)部設(shè)有可伸縮的彈簧導(dǎo)向桿760，彈簧導(dǎo)向桿760的一端設(shè)置在第一擋板720上，另一端設(shè)置在第二擋板730上，在第二擋板730與倒T型支架710之間設(shè)有壓力傳感器770，壓力傳感器770設(shè)置在第二擋板730上，壓力傳感器770與PLC控制系統(tǒng)通訊連接，壓力傳感器770通過第二傳動軸900與力傳遞軸270相連接，第二傳動軸900通過軸承安裝在第二支撐板910上，第二支撐板910通過螺栓安裝在支架110上。

本發(fā)明還提供了一種剎車用滾珠絲杠可靠性的試驗方法，包括以下試驗步驟：

1)人工放入待測試的滾珠絲杠，將待測試的滾珠絲杠的絲杠420的一端安裝在活塞230的內(nèi)部，另一端與十字軸800相連接，然后通過夾緊裝置220對待測試的滾珠絲杠的絲母410進(jìn)行鎖緊；

2)調(diào)節(jié)預(yù)緊力，手動旋轉(zhuǎn)手輪610，調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的位置，從而將待測試的滾珠絲杠所受的預(yù)緊力調(diào)節(jié)至所需要數(shù)值；

3)啟動PLC控制系統(tǒng)，使PLC控制系統(tǒng)控制加熱裝置對調(diào)溫室300內(nèi)進(jìn)行加熱，設(shè)置在調(diào)溫室300內(nèi)的溫度傳感器將檢測的溫度傳輸至PLC控制系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)溫室300內(nèi)的溫度到達(dá)設(shè)定溫度時，PLC控制系統(tǒng)控制加熱裝置停止加熱；

4)當(dāng)PLC控制系統(tǒng)控制加熱裝置停止加熱的同時控制伺服電機(jī)510工作，使伺服電機(jī)510帶動第一聯(lián)軸器540轉(zhuǎn)動，而第一聯(lián)軸器540通過扭矩傳感器550帶動第二聯(lián)軸器560轉(zhuǎn)動，扭矩傳感器550將檢測的扭矩傳輸至PLC控制系統(tǒng)，而第二聯(lián)軸器560通過第一傳動軸580以及十字軸800帶動待測試的滾珠絲杠的絲杠420進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而使待測試的滾珠絲杠的絲母410在夾緊裝置220的作用下沿著第二導(dǎo)軌進(jìn)行滑動，待測試的滾珠絲杠的絲母410滑動的同時推動活塞230在活塞套240內(nèi)部進(jìn)行滑動，使活塞230推動連接體250移動，最終推動第二擋板730沿導(dǎo)柱進(jìn)行滑動，同時壓力傳感器將檢測的壓力傳輸至PLC控制系統(tǒng)；

5)設(shè)置在調(diào)溫箱300內(nèi)的位移傳感器將檢測的待測試的滾珠絲杠的絲母410的位移量傳輸至PLC控制系統(tǒng)，當(dāng)待測試的滾珠絲杠的絲母410移動的移動至設(shè)定的位移量時，PLC控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)510反向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)伺服電機(jī)510反向旋轉(zhuǎn)帶動待測試的滾珠絲杠的絲母410移動的移動至設(shè)定的位移量時，一次循環(huán)完成，再進(jìn)行如上所述步驟，并通過PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄，最終計算出滾珠絲杠的可靠性。

綜上所述本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)調(diào)溫箱內(nèi)部的測試溫度，在測試時便于模擬實際工況下的溫度，有效的提高了測試的準(zhǔn)確性；另一個，該試驗裝置還設(shè)有一預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置，預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置能夠調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的位置，從而將滾珠絲杠的預(yù)緊力以及運(yùn)行時的摩擦力矩值調(diào)節(jié)至需要的數(shù)值。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。