直线导轨摩擦力是直线导轨的一项重要性能指标,通过分析摩擦力的变化,可以检验导轨的制造装配精度。设计测量直线导轨摩擦力的控制系统,介绍测量系统原理、系统配置、单片机控制面板设计和控制程序设计。该系统测量可靠,实用性强,已在工厂稳定运行一年。

介绍了滚珠丝杠激光动态测量系统的设计，包括动态测量原理，激光测量系统的布局，主轴伺服电动机的控制等; 并制定了滚珠丝杠激光动态测量仪的检定规程，对该测量仪进行动态测量，给出了测量数据与结果统计分析。该系统检测效率高，操作性强，性能可靠，已在陕西汉江机床有限公司稳定运行。

采用直驱技术制造回转功能部件目前已经成为国际机床产业的发展趋势,针对目前精密数控螺母磨床用回转工作台多采用蜗轮蜗杆传动,其结构复杂,精度不高,设计了直驱数控回转工作台,包括整体机械结构设计,电动机选型及液压夹紧系统设计。系统采用高精度力矩电动机直接驱动工作台进行运转,通过带集成角度测量系统的推力/向心轴承支承整个工作台面,并且通过液压夹紧装置完成了工作台的夹紧与松开动作。该工作台结构简单紧凑,取消了中间的传动环节,有效的提高了测量精度,为实现精确的自动分度,扩大数控机床加工范围提供了有参考价值的加工手段。

目前,滚珠丝杠副刚性的一次测量只能测得一个位置处刚度,需进行多次测量才能获得有效行程内的刚度波动情况,且每次测量需要拆卸和调整测量装置,耗时耗力。由于滚珠丝杠副摩擦力矩测量是空载扭矩,在测量行程中,螺旋升角和接触角是基本没有什么变化,同时在刚性测量中,轴向载荷的加载对螺旋升角和接触角的影响非常小,可以简单、快速获得双螺母预紧滚珠丝杠副不同位置处接触刚度值波动情况,对双螺母预紧滚珠丝杠副的滚珠进行动力学分析,建立预紧力与接触刚度的关系式,结合滚珠丝杠副预紧力与摩擦力矩平衡方程,建立关于摩擦力矩的接触刚度数学模型;使用滚珠丝杠副摩擦力矩试验台对两种不同型号的双螺母预紧滚珠丝杠副进行摩擦力矩测量;在滚珠丝杠副静刚度试验台上对以上两件滚珠丝杠副进行静刚度测量。试验结果表明：当双螺母预紧...

滚珠丝杠副预紧力丧失将导致机床进给精度及加工质量受到显著影响,实时监测滚珠丝杠副预紧力的变化并对其健康状态作出诊断具有重大意义。提出了一种将EMD（Empirical Mode Decomposition）与MSE（Multi-Scale Entropy）相结合的信号处理方法进行预紧力丧失的故障诊断;设计了一种新型双螺母预紧力调节装置,用于采集不同预紧力水平下的螺母振动信号,通过EMD分解得到振动信号第一特征频率附近的IMF（Intrinsic Mode Function）分量,接着计算该IMF多个尺度下的熵值,分别以多尺度熵值与第一特征频率为特征向量建立BP神经网络进行预紧力丧失的诊断。诊断结果表明,以多尺度熵作为故障诊断特征向量时,神经网络的诊断正确率相比后者提高了50%。研究结果可用于基于振动特征的滚珠丝杠副预紧力丧失的故障诊断,对于促进滚珠丝杠副健康状态监测方法的发展具有重大意义...

通过扫频激振法研究共振频段下润滑油的黏度等级对滚动直线导轨副阻尼器减振性能的影响。首先,对导轨阻尼装置进行动力学建模,通过动力学分析说明了导轨阻尼器的油膜减振原理以及润滑油的黏度等级与导轨阻尼器减振性能的关系。然后,创新性地搭建了基于扫频激振法的导轨阻尼器试验平台,在四种不同黏度等级的油润滑条件下,对导轨阻尼装置进行正弦扫频激振,采集导轨阻尼装置的振动响应信号并进行模态分析,得到导轨阻尼装置的三阶模态。最后,对比三阶模态对应频段下润滑油黏度等级与导轨阻尼装置振动加速度的关系曲线,验证了润滑油黏度等级越高,导轨阻尼器减振性能越强的结论。另外,试验发现：随着润滑油黏度等级的提高,导轨阻尼器减振性能增加的趋势逐渐降低,当黏度等级超过ISO 70后,增加润滑油黏度等级对导轨阻尼器减振性能的提...

针对目前滚珠丝杠螺母内滚道型面检测方法具有效率低、受人为因素影响大等弊端,提出一种非接触式测量方法。该方法基于激光三角原理,采用直角棱镜改变光路的安装方式将高精度激光测头用于检测滚珠丝杠螺母内滚道型面。将测得的数据利用最小二乘法线性拟合,得到滚道轮廓数据,从而计算得到具体参数。最后对测量误差进行了分析,并利用钢球法分析出了系统误差。该方法具有精度高、测量速度快、不损伤测件等优点,且可以解决激光难以伸入测量内滚道的技术难题。

滚珠丝杠副润滑失效将导致进给精度及加工质量受到显著影响，因此通过振动信号对其润滑条件进行在线识别并对失效状态作出诊断具有重大意义。文章通过试验模拟了滚珠丝杠副油润滑不良、油润滑充分和脂润滑充分三种润滑条件。首先提出了基于小波包分解（WPD）的振动信号能量提取算法，计算得到不同润滑条件下振动信号不同频率带上的信号能量；然后建立了遗传算法（GA）优化后的BP神经网络；最后将信号能量作为特征向量导入至遗传神经网络中进行训练并进行测试。测试结果表明，神经网络的诊断正确率达到90%。研究结果可用于滚珠丝杠副润滑失效的故障诊断，对于促进滚珠丝杠副健康状态监测方法的发展具有重大意义。

为了解决滚动直线导轨副额定静载荷难以直接测定的现状,基于滚动直线导轨副的结构特点,结合ISO14728-2关于滚动直线导轨副额定静载荷的定义和计算方法,提出利用滚动直线导轨副加载/卸载刚性曲线来间接测定其额定静载荷的试验方案,并且实际测定了某商用滚动直线导轨副的额定静载荷,验证了该试验方案的可行性。在试验的基础上,进一步分析了滚动直线导轨副的承载变形机理,指出现有滚动直线导轨副额定静载荷计算方法的不足,提出考虑承载过程中接触角改变的修正算法,计算结果显示该算法能显著降低计算误差。

针对滚动直线导轨副的精度保持性问题,对其在受垂直载荷条件下的磨损过程进行建模和仿真分析。基于Hertz接触理论建立滚动直线导轨副的接触变形,考虑受垂直载荷后上排滚珠和下排滚珠接触角的变化情况。由滚动直线导轨副的磨损机理可知粘着磨损和磨粒磨损在磨合阶段和稳定磨损阶段占据主导,运用Archard磨损理论和显微切削磨损理论分析了滚动直线导轨副的磨损过程,考虑在磨损过程中预紧力随着跑合距离的增加而逐渐变小,滚珠的接触角发生变化的情况,在此基础上建立了滑块垂直位移的磨损计算模型。选取国内滚动直线导轨副进行精度保持性对比试验,试验结果与仿真结果进行对比分析,验证了模型的正确性,进一步探究了磨损与精度之间的关系。