滚珠丝杠螺母内滚道型面的检测方法

针对滚珠丝杠螺母内螺旋滚道型面参数较难测量的问题,展开对丝杠螺母内管道型面参数的自动化检测方法研究。在分析了测试要求后,提出了三种检测方案,分别是光谱共焦法、双频激光干涉法和改进型激光三角法。通过对三种检测方法的研究,分别进行验证性实验的设计,以及试验方案的验证,和误差的分析;最终从检测效果、可行性、经济性等方面对三种检测方法进行比较,结果表明最优秀的检测方案为激光三角法。     

基于滚道型面参数和摩擦力矩匹配的滚珠丝杠副高效装配

为实现滚珠丝杠副滚道磨损后摩擦力矩的快速恢复,基于赫兹理论,提出了基于丝杠、螺母型面参数和滚珠直径的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型.改变滚珠的直径,通过丝杠型面检测试验台和螺母型面试验台分别测量出丝杠、螺母的型面参数,计算出理论摩擦力矩.理论摩擦力矩与通过滚珠丝杠副摩擦力矩试验台得到的不同滚珠直径下的实际摩擦力矩相比较,最...     

滚珠丝杠滚道研磨工艺试验研究

为探究滚珠丝杠滚道的研磨工艺,应用自主研制的滚珠丝杠研磨工装及研磨试验台,对单根丝杠进行分段研磨试验,重点研究了丝杠行程误差、滚道表面粗糙度及表面残余应力随研磨周期的变化情况。结果表明,使用自制的研磨工装可有效改善滚珠丝杠的行程误差,减小左右滚道粗加工时存在的粗糙度差异。其中,左右滚道全程变动量分别下降46.5%、24.2%,表面粗糙度Ra分别达到0.2658μm、0.2843μm。此外,研磨前滚道表面残余应力在-200MPa以下,随研磨周期数增加,滚道表面残余应力增大,研磨后表面残余压应力可达-450MPa以上,有利于疲劳寿命。试验验证了自主研制的丝杠研磨装置及丝杠研磨工艺的有效性,并为深入研究研磨参数对滚道表面的影响提供了借鉴意义。     

大导程滚珠螺母内滚道的成型方法研究

针对高精度大导程滚珠螺母内螺旋滚道加工困难的问题,对内螺旋滚道的加工工艺进行探索性研究,提出采用标准圆弧刀片对内螺旋滚道进行拟合车削后使用球状磨头进行磨削加工的方法,并建立球状磨头的实体模型.在高精度数控车床的基础上,开发了磨削平台.以某型号滚珠螺母为加工实例,并估测加工后内螺旋滚道的表面粗糙度,结果表明该方法是有效的.     

滚珠丝杠副滚道磨损的有限元模拟分析

滚珠丝杠副磨损是导致机床精度降低或丧失的主要原因。针对滚珠丝杠副滚道磨损问题,基于弹性接触理论分析得出丝杠滚道接触应力大于螺母滚道,二者接触应力差异导致磨损的差异。建立三维模型结合ANSYS软件对滚珠丝杠副磨损过程进行模拟分析,结果表明丝杠滚道磨损大于螺母滚道。基于表面织构化机制,提出对丝杠滚道表面进行织构化,通过ANSYS软件对改造后的滚珠丝杠副磨损进行分析,得到了丝杠滚道表面织构化后磨损量由5.89 μm下降到5.15 μm,织构化后磨损量下降了0.74 μm,同比下降了12.6%,表面织构化对丝杠滚道起到了一定的减磨效果     

大导程滚珠螺母滚道电解加工机床

为了实现电解加工大导程滚珠螺母滚道,研制了专用的数控电解加工机床。基于LabVIEW与状态图工具箱设计开发了机床的控制系统软件,具有运动控制功能、电解液供给功能、电源参数设定与监控功能,提高了电解加工系统的灵活性与可拓性。通过对电解加工机床结构、控制系统的设计及工艺试验的介绍,证明该机床可实现任意导程滚珠螺母滚道的电解加工。     

滚珠丝杠副外滚道研磨设备工装优化设计

为了能够有效地对滚珠丝杠副进行研磨加工,基于滚珠丝杠副的特点,设计了一种滚珠丝杠副外滚道研磨设备的工装,建立了研磨工装的数学模型,并且通过有限元分析软件WORKBENCH对该工装进行了优化设计。最终,通过设计相应的滚珠丝杠副外滚道研磨试验,分析了该研磨设备的工装对滚珠丝杠副外滚道研磨后的行程误差、齿形误差、残余应力以及粗糙度的影响,试验表明,该研磨工装能够有效地改善滚珠丝杠副的行程误差、齿形误差、残余应力以及粗糙度,从而提高滚珠丝杠副的综合性能,为后期研磨设备的制造奠定了基础。     

滚珠螺母内螺旋滚道的非接触式自动对刀技术研究

与外螺纹的接触式对刀不同,由于螺母结构尺寸小且内部空间非常有限,使得内螺纹非接触式自动对刀的方法研究和装置设计难度较大.文章针对滚珠螺母内螺旋滚道非接触式自动对刀技术的原理进行了研究,并设计出了一种自动对刀模块.其中,自动对刀方法可根据开关个数和电平变化类型分为两种形式:单开关式(分为高低高、低高低两种情况)和双开关式(分为先低后高、先高后低两种情况),它们都是通过电平变化和位移测量的配合实现高效高精的砂轮对刀定位,在效率上双开关式要优于单开关式.文中所提出的非接触式自动对刀方案对滚珠螺母的实际磨削加工有借鉴意义.     

进口滚珠丝杠副螺母的质量检验与分析

本文对某国外进口的滚珠丝杠副螺母进行了化学成分、显微硬度、金相组织等检测。结果表明,该螺母的材料对应于国内的15Cr钢;其外圆及内螺纹表面经渗碳处理,淬火后的组织为马氏体+碳化物+少量残余奥氏体,具有高硬度的特点;心部为条束状铁素体+珠光体组织,硬度较低但韧性良好。因此,该螺母可以满足其服役条件的技术要求。     

实现滚珠丝杠螺母副高速化的技术措施

分析了滚珠丝杠螺母副高速化存在的问题，提出了实现滚珠丝杠螺母副高速化的几点措施。     

基于激光三角法的螺纹型面信息采集技术研究

分析石油管螺纹截面特性后应用激光三角法对螺纹型面信息进行采集,首先用标准差阈值判断法去除测量数据中的跳跃点,再通过判断数据一阶导数值变化对数据点云进行分段,最后使用断点连续最小二乘法对分段数据进行拟合得到连续光滑的螺纹截面廓形。该项研究为实现螺纹自动检测和螺纹自动修复加工奠定了理论基础,具有重要的工程实际意义。     

高速滚珠丝杠副的空心螺母热特性分析

机床在高速运转时,由滚珠丝杠副的摩擦热引起的热变形对伺服进给系统的定位精度有很大的影响。滚珠丝杠副在整个运行过程中,摩擦热传递到螺母的热量最多,使得螺母温度上升并产生热膨胀,从而增大了滚珠丝杠副的预紧力,增大了摩擦热,使得滚珠丝杠副热量无法得到有效的控制,进而无法有效的控制热变形。通过将滚珠丝杠副螺母加工成空心,并通入冷却介质,达到了冷却螺母的目的。利用CFX软件,将理论计算得到的摩擦热加载到螺母滚道内,对不同冷却介质、不同载荷、不同转速下螺母的冷却效果进行分析,并对同一冷却介质不同流速下的流场和温度场进行分析。结果表明:运用专用冷却油的冷却效果最好;载荷及转速对空心螺母温升影响较小;揭示了空心螺母随着速度变化的流场变化规律以及温度场分布情况。     

大导程螺母滚道型面数值分析与验证

为了精确计算大导程螺母干涉磨削的型面,根据砂轮与理想型面的接触状态,文章提出一种砂轮滚道成型计算模型.通过建立螺母滚道数学模型,采用动态法平面截取砂轮廓形,可得到最终滚道型面;其次,提出整体误差E和临界角αc作为评价指标,仿真分析滚道过度磨削区域与砂轮直径、型面设计接触角的关系.结果表明,在允许范围内减小砂轮直径或减小...     

滚珠丝杠副外滚道研磨工艺参数优化试验研究

为深入研究研磨工艺参数对丝杠滚道表面的影响,应用自主研制的滚珠丝杠研磨工装及研磨试验台,采用正交试验法设计试验,运用极差法分析了研磨工艺参数研磨摩擦力矩、研磨颗粒大小、研磨转速和研磨周期对滚珠丝杠行程误差、表面粗糙度和残余应力的影响规律。并基于正交试验法的分析结果对研磨工艺参数进行了优化,通过实验验证明,优化的研磨工艺参数可以有效的改善滚珠丝杠的滚道表面质量和综合性能,为滚珠丝杠研磨工艺的参数选择提供了借鉴意义。     

基于拟蒙特卡洛法的滚珠丝杠可靠性分析

讨论了滚珠丝杠可靠性计算和分析问题,提出了滚珠丝杠可靠性分析的计算方法;虽然蒙特卡洛方法具有程序结构简单,计算效率与问题维数无关的优点,但工程结构的失效概率往往很小,要获得准确的结果就需要大量的样本,因而计算效率低.针对这一问题,采用Halton序列代替伪随机数,并结合了重要抽样技术建立了可靠性分析的拟蒙特卡洛方法.该方法不但可以大幅度减少抽样点数目,还能够得到确定性的估计值.编制了实用的计算机程序,利用它可以迅速准确地得到滚珠丝杠可靠性的设计信息,为滚珠丝杠的可靠性设计提供了理论依据.     

精密滚珠丝杠副GCr15钢螺母的失效分析

通过宏观形貌观察、扫描电镜、能谱分析和显微组织分析等手段对精密滚珠丝杠副疲劳寿命试验后的GCr15钢A、B螺母进行了失效分析。结果表明,GCr15钢A、B螺母的主要失效形式是接触疲劳破坏,但B螺母比A螺母的失效程度严重,这与B螺母中Cr、C成分不均匀导致的碳化物聚集和因铸造凝固缩孔形成的疏松与非金属夹杂有关。     

螺母预紧力对滚珠丝杠副振动特性的影响

基于滚珠丝杠副可靠性试验台研究了滚珠丝杠副预紧力的变化与测得的振动信号的关系。首先,介绍了滚珠丝杠副可靠性试验台的预紧力加载装置;接着,对预紧力加载装置进行动力学建模,搭建振动信号测试平台,采集不同预紧力水平下的振动信号;最后,通过振动信号的频域分析和预紧力加载装置的动力学分析,发现预紧力的变化可以通过两个参数进行监测:振动信号峰值频率的偏移和峰值频率振动幅值的变化。实验结果和动力学分析的结论十分吻合:随着滚珠丝杠副预紧力的增大,峰值频率不断增大,峰值频率的振动幅值也不断增大。研究结论发现,可以通过监测振动信号峰值频率的偏移和峰值频率的振动幅值来监测预紧力的变化,这为检测滚珠丝杠副的健康水平提供了一种新的研究方法,这对于促进滚珠丝杠副进给驱动系统的发展具有重大意义。     

滚珠丝杠副20CrMo钢渗碳螺母的失效分析

本文通过扫描电镜、能谱、金相和显微硬度等方法对疲劳寿命试验后的滚珠丝杠副20CrMo钢渗碳螺母进行了失效分析。结果表明,20CrMo钢渗碳螺母单侧滚道出现严重接触疲劳破坏的原因是:1)因原材料成分不均匀而形成黑白相间的不均匀组织;2)由于渗碳不均匀而造成失效滚道部位的渗碳层过浅;3)与其配套的丝杠加工分度不均匀而导致丝杠副运行时螺母两条滚道的受力不均匀。     

CDM 4012×1588型GCr15钢滚珠丝杠螺母的热处理质量分析

本文对淬火+低温回火处理的CDM4012×1588 GCr15型钢滚珠丝杠螺母进行了金相观察和硬度测量。结果表明,同一螺母经热处理后不同部位的组织及硬度呈现出较大差异,这与螺母的原材料质量和淬火工艺有关。因此,应严格控制螺母的原材料质量,并优化该螺母的热处理工艺,以保证其合理的组织与良好的性能。