一种滚珠丝杠副扭转刚性测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及滚珠丝杠副扭转刚性测试，具体为一种滚珠丝杠副扭转刚性测试装置及其测试方法。

背景技术：

1、滚珠丝杠副又名滚珠丝杆副、滚珠螺杆副，是由丝杠及螺母两个配套组成的，是目前传动机械中精度最高也是最常用的传动装置，扭转刚性，也称为扭转刚度，是描述材料或结构在受到扭转力时抵抗弹性形变的能力，扭转刚性测试装置则是用于评估滚珠丝杠副在受到扭转力时的抵抗变形能力。

2、现有的滚珠丝杠副扭转刚性测试装置存在的缺陷是：

3、1、专利文件us3720116a公开了用于推敲球螺旋桨组件的布置及其制造的球螺旋桨的方法，但是上述文件中对滚珠丝杠副的螺母进行固定时，因滚珠丝杠副的螺母有多种大小和形态，在进行夹持固定时，较为繁琐，容易导致测试效率降低的技术问题；

4、2、专利文件kr20120010766a公开了小型冲击试验机，但是上述文件中测试装置仅能够对一种大小的滚珠丝杠副的螺母进行固定，容易导致测试装置的适用范围小的技术问题；

5、3、专利文件cn205503898u公开了一种加强型内冷却滚珠丝杠装置，但是上述文件中仅在常温状态下进行检测，存在获取的数据不够准确的技术问题；

6、4、专利文件cn110207981b公开了一种无损滚珠丝杠副静刚度测量装置，但是上述文件中在测试过程中，对滚珠丝杠副的固定较为繁琐且不稳定的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种滚珠丝杠副扭转刚性测试装置及其测试方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滚珠丝杠副扭转刚性测试装置，包括测试箱、固定座和螺母固定器，所述测试箱的内底壁通过螺栓固定安装有固定座，所述固定座顶部的前端安装有螺母固定器；

3、所述螺母固定器包括固定架，且固定架通过螺栓安装于固定座顶部的前端，所述固定架内壁的尾端安装有一组第一液压伸缩缸，所述第一液压伸缩缸的输出端安装有夹持块，且夹持块的内壁夹持有滚珠螺母，所述滚珠螺母正面的外侧开设有若干个固定孔；

4、所述固定架内壁的前端安装有辅助固定组件和监测组件，所述辅助固定组件用于提高滚珠螺母固定的稳定性，所述监测组件用于获取固定孔的图片和视频数据，所述监测组件包括电池组件，所述电池组件分别通过电性连接有无线发送模块和摄像头，所述电池组件用于给无线发送模块和摄像头提供能量，且摄像头与无线发送模块通过电性连接；

5、所述无线发送模块通过电性连接有图片识别处理模块，所述图片识别处理模块用于对固定孔的位置进行定位，并测量出固定孔的直径，所述图片识别处理模块通过电性连接有中央处理器模块，所述中央处理器模块通过电性连接有plc控制器；

6、优选的，所述辅助固定组件包括第二液压伸缩缸，第二液压伸缩缸的输出端安装有固定盒，固定盒的内壁安装有第一伺服电机，第一伺服电机的输出端安装有第一减速器，第一减速器的输出端安装有限制盘，且限制盘正面的中部嵌合安装有摄像头，且限制盘背面的外侧分别安装有电池组件和无线发送模块，限制盘正面的外侧嵌合安装有若干个电动伸缩固定柱，且电动伸缩固定柱的直径大小不同，限制盘的外壁开设有若干个限制孔，限制孔的内壁活动连接有液压伸缩杆，液压伸缩杆的一端安装有第三液压伸缩缸，且第三液压伸缩缸的外壁嵌合安装于固定盒的内壁。

7、优选的，所述测试箱顶部的中部设置有观察窗，测试箱的一侧通过转轴安装有箱门，测试箱顶部的一侧安装有控制台，控制台的顶部嵌合安装有触控显示屏，且触控显示屏与中央处理器模块通过双向电性连接，触控显示屏用于显示和调控中央处理器模块获取数据和下发的指令。

8、优选的，所述测试箱的正面安装有暖风机，测试箱的背面安装有压缩机式制冷机，且暖风机与压缩机式制冷机均与plc控制器通过电性连接，测试箱内顶壁的一侧安装有温度传感器，且温度传感器与中央处理器模块通过电性连接。

9、优选的，所述固定座顶部开设有滑槽，滑槽的内壁安装有滑块，滑块一端螺纹贯穿安装有第一螺纹杆，且第一螺纹杆的一端活动连接于滑槽的内壁，第一螺纹杆的另一端贯穿滑槽的内壁安装有第二伺服电机，且第二伺服电机安装于固定座的一侧。

10、优选的，所述滑块的顶部安装有固定板，固定板顶部的尾端安装有第三伺服电机，第三伺服电机的输出端安装有第二减速器，第二减速器的输出端安装有扭矩传感器，且扭矩传感器与中央处理器模块通过电性连接，扭矩传感器的一端安装有联轴器，联轴器的一端安装有滚珠丝杠副，且滚珠丝杠副外壁的前端安装于滚珠螺母的内壁。

11、优选的，所述滚珠丝杠副外壁的前端中部和尾端均安装有扭转角度测量仪，扭转角度测量仪用于测量滚珠丝杠副在受到扭转力矩作用时产生的扭转角度。

12、优选的，所述固定座顶部的另一端安装有支撑板，支撑板的一端安装有一组固定块，固定块的一侧螺纹贯穿安装有第二螺纹杆，第二螺纹杆的一端活动连接有弧形夹持板，且弧形夹持板的夹持面活动连接于滚珠丝杠副外壁的一端，弧形夹持板的一侧开设有连接槽，连接槽的内壁活动连接有连接块，且连接块的一端固定连接于第二螺纹杆的一端。

13、优选的，该滚珠丝杠副扭转刚性测试装置的测试步骤如下：

14、s1、通过监测组件的设置，摄像头能够获取固定孔的图片和视频数据，通过无线发送模块输送到图片识别处理模块，进而测量出固定孔的定位和直径数据，通过中央处理器模块和plc控制器，调控辅助固定组件自动对于滚珠螺母进行辅助限制；

15、s2、根据获取的固定孔的定位数据，调控第二液压伸缩缸调节固定盒和限制盘的位置，根据直径数据，调控第一伺服电机和第一减速器调节限制盘转动，将直径达标的电动伸缩固定柱插入固定孔内；

16、s3、第三液压伸缩缸带动液压伸缩杆插入限制孔内，进而完成对滚珠螺母的限制；

17、s4、测试过程中，通过暖风机、压缩机式制冷机和温度传感器的设置，能够对测试箱内的温度进行调节，并通过温度传感器获取准确的温度变化数据，进而能够在不同温度状态下，对滚珠丝杠副的扭转刚性进行测试；

18、s5、第二伺服电机带动第一螺纹杆旋转进而调节滑块和固定板移动，通过使用联轴器将滚珠丝杠副与扭矩传感器相互连接，再配合支撑板的设置，调节固定板的位置，进而能够对滚珠丝杠副的两端进行约束限制，搭配螺母固定器，使用第三伺服电机、第二减速器、扭矩传感器和扭转角度测量仪的设置，对滚珠丝杠副扭转刚性进行测试。

19、优选的，在所述s3中还包括如下步骤：

20、s31、通过若干个直径大小不同电动伸缩固定柱和第二液压伸缩缸的设置，能够对多种大小不同滚珠螺母进行限制。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1.本发明通过第一液压伸缩缸和夹持块的设置，能够对滚珠螺母进行夹持限制，通过辅助固定组件有利于提高夹持滚珠螺母的稳定性，通过监测组件的设置，摄像头能够获取固定孔的图片和视频数据，通过无线发送模块输送到图片识别处理模块，进而测量出固定孔的定位和直径数据，通过中央处理器模块和plc控制器，调控辅助固定组件自动对滚珠螺母进行辅助限制，提高测试装置的使用便携性；

23、2.本发明通过中央处理器模块和plc控制器，根据获取的固定孔的定位数据，调控第二液压伸缩缸调节固定盒和限制盘的位置，根据直径数据，调控第一伺服电机和第一减速器调节限制盘转动，将直径达标的电动伸缩固定柱插入固定孔内，再通过第三液压伸缩缸带动液压伸缩杆插入限制孔内，进而完成对滚珠螺母的限制，且通过若干个直径大小不同电动伸缩固定柱和第二液压伸缩缸的设置，能够对多种大小不同滚珠螺母进行限制，进而能够提高测试装置的适用性和便捷性；

24、3.本发明通过暖风机、压缩机式制冷机和温度传感器的设置，能够对测试箱内的温度进行调节，并通过温度传感器获取准确的温度变化数据，通过观察窗方便测试人员进行监测，并起到防护效果，进而能够在不同温度状态下，对滚珠丝杠副的扭转刚性进行测试，进而能够提高获取测试数据的准确性和多样性；

25、4.本发明通过第二伺服电机带动第一螺纹杆旋转进而调节滑块和固定板移动，通过使用联轴器将滚珠丝杠副与扭矩传感器相互连接，再配合支撑板的设置，调节固定板的位置，进而能够对滚珠丝杠副的两端进行约束限制，搭配螺母固定器，进而能够提高滚珠丝杠副的安装稳定性，再使用第三伺服电机、第二减速器、扭矩传感器和扭转角度测量仪的设置，能够提高滚珠丝杠副扭转刚性测试的准确性。