專利名稱：滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種滾珠絲杠副測量裝置，特別是一種滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量裝置。
動態摩擦力矩是滾珠絲杠副產品的重要質量指標，對確定產品的精度等級、進行工藝質量分析等具有重要作用。目前國際標準化組織和中國機械電子工業部機床工具局批準的JB／GQ1097－87，均將滾珠絲杠副動態摩擦力矩作為“滾珠絲杠副制造與驗收技術要求”列入標準，對于不同型號、規格的預載動態空轉力矩的極限偏差dTpp，最大波動量δTP均作了明確的規定。目前，國內廠家大都采用應變式測力傳感器為主的測量系統，即在一矩形截面懸壁測力桿上貼上應變片，利用測力桿彈性變形引起的應變片電阻值變化，將力值轉換為電訊號。這種測力傳感器存在靈敏度與剛性的矛盾，為了能有較好的動態響應，希望傳感器的剛性好，自振頻率高，同時又希望傳感器的靈敏度也高、分瓣率高，但利用應變片式測力傳感器的變形位移大小來測量時，無法保證同時具有高剛性和高靈敏度，故這種測量系統不適于測量滾珠絲杠副的動態變化規律。
本實用新型的目的在于提供一種改進的滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量裝置，使該裝置中的測力傳感器具有高剛性和高靈敏度，從而測量出滾珠絲杠副的動態變化規律。
本實用新型提出的滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量裝置是由測力傳感器、滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量儀、微處理器、模擬記錄裝置組成，其特征在于測力傳感器由剛性桿、本體、壓電元件、調整墊塊、電極、端蓋組成，剛性桿與本體在一端由鉸鏈聯接，剛性桿可以繞鉸鏈轉動，本體的另一端設有垂直方向的通孔，壓電元件設置于該通孔中，并由端蓋固定，壓電元件的上端與剛性桿緊密接觸，在壓電元件與本體之間設有起調整預壓用的墊塊，從壓電元件上引出一個電極，本實用新的工作原理是測試時將被測試滾珠絲杠支承在普通車床或其他專用測試設備上，并將測力傳感器夾持在刀架上，用銷子將測力傳感的力作用點與滾珠螺母法蘭盤上的圓孔構成鉸接，調整掛輪等進給參數，使絲杠與刀架同步，這樣在轉動絲杠時螺母僅可作軸向移動，滾珠絲杠作用于螺母的摩擦力矩，則完全依靠力傳感器來平衡，測力傳感器所受壓力與作用半徑的乘積即為滾珠絲杠副的摩擦力矩，測力傳感器所受力的大小是通過剛性桿壓迫壓電元件使其電荷發生變化來反映的。
本實用新型與現有技術相比，其顯著優點是1、由于采用高剛性壓電式測力傳感器，解決了滾珠絲杠副摩擦力矩測量中的動態響應和靈敏度矛盾，為滾珠絲杠副空轉動態摩擦力矩測量提供了手段；2、實現了滾珠絲杠副動態空轉摩擦力矩的連續自動測量，在此基礎上，可對產品進行自動的精質等級評定及工藝質量分析；3、有利于提高產品質量。本實用新型適用于各種滾珠絲杠副的動態摩擦力矩測量。
本實用新型的具體方案由以下附圖和實施例給出。
圖1是本實用新型的總體結構示意圖；圖2是本實用新型的測力傳感器的結構示意圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳述。
本實用新型的一個典型實施例由測力傳感器(1)、滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量儀(2)、微處理器(3)、模擬記錄裝置(4)組成，測力傳感器(1)由剛性桿(5)、本體(6)、壓電元件(7)、調整墊塊(8)、電極(9)、端蓋(10)組成，剛性桿(5)與本體(6)均由優質結構鋼制成，為增加剛性桿的抗彎能力，其截面制成寬12mm、高20mm的矩形，壓電元件(7)采用的是YSL－10型壓電石英小型力值傳感元件，具有高剛性和高靈敏度，測力范圍0－980N，靈敏度114.7PC／N，直線性≤0.6％，固有頻率≥30KHz，絕緣電阻1013Ω，壓電元件(7)的上端與剛性桿接觸，頂部制成凸圓弧狀，壓電元件位于剛性桿桿長的1／2處，以提高測量的靈敏度，這個位置根據需要可以調整，剛性桿(5)的一端與本體(1)的一端用彈簧鉸鏈(11)聯接，剛性桿與本體也可以制成一體，構成無間隙鉸鏈，本體(6)的另一端開設上部直徑小、下部直徑大的垂直園柱型階梯通孔(12)，在該通孔中設置壓電元件(7)，并由端蓋(10)固定，在本體(6)與壓電元件(7)之間，設有調整測力傳感器(5)預壓的調整墊塊(8)。剛性桿的一端設支承刀口(13)及銷軸孔(14)，以便實施與被測螺母的聯接。動態摩擦力矩測量儀(2)采用YE5880電荷放大器和倍程電路，微處理器(3)采用APPLEⅡ微型計算機，模擬記錄裝置(4)采用通用記錄器(DLT－80C)。微處理器(3)與模擬記錄(4)均與動態摩擦力矩測量儀(2)聯接，采用上述測量裝置，就可以動態地測量出空轉摩擦力矩，并自動將數據作出處理，記錄波形。本實用新型經試用，已取得顯著效果。
權利要求一種滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量裝置，由測力傳感器[1]、滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量儀[2]、微處理器[3]、模擬記錄裝置[4]組成，其特征在于測力傳感器[1]由剛性桿[5]、本體[6]、壓電元件[7]、調整墊塊[8]、電極[9]、端蓋[10]組成，剛性桿[5]與本體[6]一端由鉸鏈[11]連接，剛性桿[5]可以繞鉸鏈[11]轉動，本體[6]另一端設有垂直方向的通孔[12]，壓電元件[7]設置于該通孔中，并由端蓋[10]固定，壓電元件[7]的上端與剛性桿[5]緊密接觸，壓電元件[7]與本體[6]之間設有調整墊塊[8]，電極[9]與壓電元件[7]聯接。
專利摘要本實用新型涉及一種滾珠絲杠副、特別是一種滾珠絲杠副動態摩擦力矩測量裝置。它由測力傳感器、滾珠杠副動態摩擦力矩測量儀，微處理器、模擬記錄裝置組成，其特征是測力傳感器由剛性桿、本體、壓電元件等組成，測力傳感器具有高剛性和高靈敏度，該測量裝置解決了滾珠絲桿副摩擦力矩測量中的動態響應和靈敏度矛盾，實現了滾珠絲桿副動態空轉摩擦力矩的連續自動測量，本實用新型廣泛適用于各種滾珠絲桿副的動態摩擦力矩測量。
文檔編號G01L3/00GK2092751SQ9121377
公開日1992年1月8日 申請日期1991年5月24日 優先權日1991年5月24日
發明者施祖康, 張世琪, 殷愛華, 錢吉勝, 遲云 申請人:華東工學院