一种曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置及试验方法与流程

    技术2025-06-29  8


    本发明涉及机械装置使用寿命测试,具体为一种曲柄滑块驱动滚动直线导轨副高效寿命试验装置。


    背景技术:

    1、滚动直线导轨副主要由滑块、导轨、反向器、保持架和滚动体等组成,滚动直线导轨是70年代末发展起来的一种具有独特机械性能的新型滚动支撑部件,目前已在机械设备、精密电子机械、工业机器人及测量仪器中得到了广泛的应用。

    2、寿命以及额定动载荷是滚动直线导轨副的最重要性能指标之一,是产品选型时的主要参考因素。目前国内针对滚动直线导轨副寿命试验装置方法的研究较少,国外由于技术保密方面的原因,关于滚动直线导轨副的研究资料很少公开。国内滚动直线导轨副寿命试验台大多为齿轮齿条传动,龙门和加载部件带动滑块往复运动,速度有限,且电机变向时产生的振动较大,无法达到高效且平稳。

    3、因此,如何提供一种曲柄滑块驱动滚动直线导轨副高效寿命试验装置,成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种曲柄滑块驱动滚动直线导轨副高效寿命试验装置,可同时对多根滚动直线导轨副进行寿命测试,可有效解决当前滚动直线导轨副寿命测试速度慢、效率低、振动大等问题。为达上述目的,采取了如下技术方案:

    2、一种曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,包括:

    3、床身部件;

    4、驱动部件,所述驱动部件安装于所述床身部件上;

    5、加载部件,所述加载部件设置在所述床身部件上,并与所述驱动部件的驱动端连接;

    6、试验台面部件,所述试验台面部件设置在所述床身部件和所述加载部件之间;

    7、其中,所述加载部件用于对所述试验台面部件施加载荷;所述驱动部件驱动所述试验台面部件相对所述床身部件往复运动。

    8、进一步地,所述床身部件包括床身;所述床身与所述试验台面部件连接;所述床身上设置有限位开关,以对所述试验台面部件进行限位;所述驱动部件的固定端与所述床身固定连接;所述驱动部件的驱动端与所述试验台面部件连接。

    9、进一步地,所述试验台面部件设置有两组;所述驱动部件设置在两组所述试验台面部件之间;所述限位开关设置有四个;两个所述限位开关为一组;两组所述限位开关分别设置在所述试验台面长度方向的两端,以限制每组所述试验台面部件相对于所述床身往复运动的运动距离。

    10、进一步地,所述试验台面部件包括从上至下依次设置的上加载工装、上被测导轨副、被测导轨转接板、下被测导轨副、下加载工装和试验台面;所述下加载工装与所述下被测导轨副之间可滑动连接;所述上被测导轨副与所述上加载工装之间可滑动连接;所述上加载工装的顶部与所述加载部件对应设置;

    11、所述试验台面上远离所述下加载工装的一端与所述床身部件连接;

    12、所述被测导轨转接板的宽度方向的一侧可拆卸连接有滑块;所述滑块与所述驱动部件的驱动端连接;所述被测导轨转接板的长度方向的一侧安装有位移传感器、振动传感器和温度传感器。

    13、进一步地,所述加载部件包括龙门、阻力源和压力传感器;所述龙门为u形结构;所述龙门竖直部分的底端与所述试验台面的顶端连接;所述龙门横向水平部分的底部设置两个阻力源;两个阻力源与两个所述上加载工装一一对应设置;所述阻力源的下端连接有加载触点;所述阻力源上靠近所述加载触点的一端设置有压力传感器。

    14、进一步地,所述阻力源为电磁加载装置。

    15、进一步地,所述驱动部件包括伺服电机、曲柄、右连杆和左连杆;所述伺服电机上设置有电机工装;所述伺服电机的固定端与所述床身固定连接;所述伺服电机的输出端与所述曲柄的第一端连接;所述曲柄的第二端与所述右连杆的第一端、所述左连杆的第一端通过铰链连接;所述右连杆的第二端与一组所述试验台面部件中的所述滑块铰接;所述左连杆的第二端与另一组所述试验台面部件中的所述滑块铰接。

    16、进一步地,为上述任一项所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置的试验方法,所述试验方法包括滚动直线导轨副额定动载荷的试验方法和滚动直线导轨副疲劳寿命的试验方法以下步骤:

    17、滚动直线导轨副额定动载荷的试验方法为:将试验台面上正确安装两组试验台面部件后,将加载部件安装在试验台面部件上,即将试验台面部件中的下加载工装的底面与试验台面连接后,将阻力源底部与压力传感器连接,压力传感器和上加载工装之间通过加载触点接触连接,通过阻力源提供压力,对被测导轨副的滑块施加标定额定动载荷的压力,保持压力恒定,启动伺服电机带动被测导轨转接板往复运动,使得上被测导轨副和下被测导轨副在所需载荷加载条件下连续运动100km,通过位移传感器、振动传感器和温度传感器反映疲劳点蚀的特征数据,得出滚动直线导轨副额定动载荷;

    18、滚动直线导轨副疲劳寿命的试验方法为:在试验台面上正确安装两组试验台面部件,即将试验台面部件中的下加载工装的底面与试验台面连接后,将阻力源底部与压力传感器连接,压力传感器和上加载工装之间通过加载触点接触连接,通过阻力源提供压力,对被测导轨副的滑块施加相当于额定动载荷的压力,保持压力恒定,启动伺服电机带动被测导轨转接板往复运动,通过位移传感器、振动传感器和温度传感器反映疲劳点蚀的特征数据,得出滚动直线导轨副疲劳寿命。

    19、有益效果:

    20、1、本发明的装置可同时进行四条被测导轨副的寿命试验,可以根据上被测导轨副与下被测导轨副的型号和要求配置不同的加载力,提高了试验效率;

    21、2、驱动部件的两组曲柄滑块机构分别对每组左右两组上被测导轨副与下被测导轨副分别驱动,速度可更高,大大降低了试验时间,且减小了变向时的振动,试验数据更加准确,结构简单,效率高;

    22、3、上加载工装与下加载工装固定,上被测导轨副与下被测导轨副运动,且上被测导轨副与下被测导轨副不需要连同试验台面一起运动,减小了力的流失,降低了所需拖动力;

    23、4、上加载工装和下加载工装为定块,龙门和加载部件不需要跟随上加载工装和下加载工装进行运动,加载力更稳定,试验数据更加准确;

    24、5、可进行直线导轨副的重载寿命试验,试验可快速进行,大大降低了试验时间,提高了试验效率;

    25、6、可进行直线导轨副的可变加载及交变加载,可模拟不同工况下所加的不同载荷类型,加大了试验的范围;

    26、7、驱动部件采用曲柄滑块机构进行驱动,电机无需来回改变方向,可减小电机的加减速对滚动直线导轨副寿命试验的影响,还可减小电机磨损,延长电机寿命。



    技术特征:

    1.一种曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,所述床身部件包括床身(1.1);所述床身(1.1)与所述试验台面部件(2)连接;所述床身(1.1)上设置有限位开关(1.3),以对所述试验台面部件(2)进行限位;所述驱动部件(4)的固定端与所述床身(1.1)固定连接;所述驱动部件(4)的驱动端与所述试验台面部件(2)连接。

    3.根据权利要求2所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,所述试验台面部件(2)设置有两组;所述驱动部件(4)设置在两组所述试验台面部件(2)之间;所述限位开关(1.3)设置有四个;两个所述限位开关(1.3)为一组;两组所述限位开关(1.3)分别设置在所述试验台面(2.1)长度方向的两端,以限制每组所述试验台面部件(2)相对于所述床身(1.1)往复运动的运动距离。

    4.根据权利要求3所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,所述试验台面部件(2)包括从上至下依次设置的上加载工装(2.9)、上被测导轨副(2.4)、被测导轨转接板(2.3)、下被测导轨副(2.5)、下加载工装(2.10)和试验台面(2.1);所述下加载工装(2.10)与所述下被测导轨副(2.5)之间可滑动连接;所述上被测导轨副(2.4)与所述上加载工装(2.9)之间可滑动连接;所述上加载工装(2.9)的顶部与所述加载部件(3)对应设置;

    5.根据权利要求4所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,所述加载部件(3)包括龙门(3.1)、阻力源(3.2)和压力传感器(3.3);所述龙门(3.1)为u形结构;所述龙门(3.1)竖直部分的底端与所述试验台面(2.1)的顶端连接;所述龙门(3.1)横向水平部分的底部设置两个阻力源(3.2);两个阻力源(3.2)与两个所述上加载工装(2.9)一一对应设置;所述阻力源(3.2)的下端连接有加载触点(3.4);所述阻力源(3.2)上靠近所述加载触点(3.4)的一端设置有压力传感器(3.3)。

    6.根据权利要求5所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,所述阻力源(3.2)为电磁加载装置。

    7.根据权利要求4所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置,其特征在于,所述驱动部件(4)包括伺服电机(4.1)、曲柄(4.2)、右连杆(4.3)和左连杆(4.4);所述伺服电机(4.1)上设置有电机工装(4.5);所述伺服电机(4.1)的固定端与所述床身(1.1)固定连接;所述伺服电机(4.1)的输出端与所述曲柄(4.2)的第一端连接;所述曲柄(4.2)的第二端与所述右连杆(4.3)的第一端、所述左连杆(4.4)的第一端通过铰链连接;所述右连杆(4.3)的第二端与一组所述试验台面部件(2)中的所述滑块(2.2)铰接;所述左连杆(4.4)的第二端与另一组所述试验台面部件(2)中的所述滑块(2.2)铰接。

    8.一种曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置的试验方法,其特征在于,为权利要求1至7任一项所述的曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置的试验方法,所述试验方法包括滚动直线导轨副额定动载荷的试验方法和滚动直线导轨副疲劳寿命的试验方法以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种曲柄滑块驱动的滚动直线导轨副高效寿命试验装置及试验方法,属于机械装置使用寿命测试技术领域,包括:床身部件;驱动部件,驱动部件安装于床身部件上;加载部件,加载部件设置在床身部件上,并与驱动部件的驱动端连接;试验台面部件,试验台面部件设置在床身部件和加载部件之间;其中,加载部件用于对试验台面部件施加载荷;驱动部件驱动试验台面部件相对床身部件往复运动。本发明可同时对多根滚动直线导轨副进行寿命测试,可有效解决当前滚动直线导轨副寿命测试速度慢、效率低等问题。

    技术研发人员:周长光,任晓宇,冯虎田,邵海清,黄俊炜,李玲
    受保护的技术使用者:张家港斯克斯精密机械科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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