一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置制造方法
【專利摘要】一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，該裝置包括滑塊、滑塊磁性開關(guān)環(huán)、非金屬滑塊滾道、帶磁性滾珠、非金屬導(dǎo)軌滾道、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)、導(dǎo)軌、磁性開關(guān)陣列、滾珠強磁體。所述滑塊、導(dǎo)軌相配合組成滾動運動副，滾動運動副中，滑塊通過滾珠沿著導(dǎo)軌直線運動；帶磁性滾珠和其他滾珠在非金屬滑塊滾道和非金屬導(dǎo)軌滾道之間滾動。帶磁性滾珠在滾動運動副中滾動時，強磁的一部分會分別路過不同的磁性開關(guān)，檢測系統(tǒng)通過磁性套筒發(fā)出的開關(guān)信號的先后和磁性開關(guān)的坐標(biāo)，即可判斷出磁性滾珠的路徑。發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于制造并能有效地檢測滾珠的運動情況，真實模擬了滾動副的實際結(jié)構(gòu)和受力關(guān)系。
【專利說明】 —種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，屬于檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]滾動運動副是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的主要功能部件，其精度和性能決定了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的精度。為了保證滾動運動副的傳動精度，一般都采用預(yù)緊式滾動運動副。滾動運動副實際工作一段時間之后，運動部件摩擦磨損會導(dǎo)致預(yù)緊力喪失，滾動運動副精度退化，分析滾動運動副的精度退化過程非常重要，而磨損是精度退化的主要原因之一，要知道滾珠與導(dǎo)軌的磨損機(jī)理，就必須知道滾珠在導(dǎo)軌中的運動狀態(tài)，由于機(jī)構(gòu)的非對稱性，接觸角和預(yù)緊力的變化，滾珠在導(dǎo)軌中的運動形式是非常復(fù)雜的，并且在不同的加載條件下滾珠都有不同的運動形式，而滾珠導(dǎo)軌是一個封閉的空間，我們無法直接觀察到滾珠的運行狀態(tài)，這樣就給分析滾動運動副的精度退化帶來了很大的困難。本發(fā)明將滾動運動副中的某一個滾珠設(shè)計成表面一點帶有磁性的滾珠。導(dǎo)軌的軌道中設(shè)置均布的磁性開關(guān)，磁性開關(guān)的位置是固定的，每一個磁性開關(guān)可以在帶有磁性的滾珠接近時檢測到并發(fā)出一個開關(guān)信號，并將檢測的開關(guān)信號送出。通過計算機(jī)的分析可以確定滾珠在滾道的運動狀態(tài)。本發(fā)明可以檢測出滾珠的具體運動狀態(tài)，進(jìn)而為分析滾珠導(dǎo)軌的磨損機(jī)理提供依據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于分析滾動運動副在運行過程中滾珠的具體運動形式和規(guī)律。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，該裝置包括滑塊、滑塊磁性開關(guān)環(huán)、非金屬滑塊滾道、帶磁性滾珠、非金屬導(dǎo)軌滾道、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)、導(dǎo)軌、磁性開關(guān)陣列、滾珠強磁體。
[0005]滑塊、滑塊磁性開關(guān)環(huán)、非金屬滑塊滾道，三者之間通過鍵或者銷釘連接固定連接，三者之間沒有相對移動；非金屬導(dǎo)軌滾道、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)、導(dǎo)軌三者之間也通過鍵或者銷釘連接并固連，三者之間沒有相對移動；所述滑塊、導(dǎo)軌相配合組成滾動運動副，滾動運動副中，滑塊通過滾珠沿著導(dǎo)軌直線運動；帶磁性滾珠和其他滾珠在非金屬滑塊滾道和非金屬導(dǎo)軌滾道之間滾動；所述磁性開關(guān)陣列均布在導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)和滑塊磁性開關(guān)環(huán)內(nèi)部，其中，每一個磁性開關(guān)獨立；帶磁性滾珠內(nèi)安裝有滾珠強磁體。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0007]1、本發(fā)明裝置可以檢測滾珠在滾動運動副滾道之間的確切運動形式，在此發(fā)明之前只能是預(yù)測、猜測滾珠的運動形式。
[0008]2、本發(fā)明裝置采用廉價的磁性開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，并能有效地檢測滾珠的運動情況，真實模擬了滾動副的實際結(jié)構(gòu)和受力關(guān)系，填補了滾珠運動未知的空白。
[0009]3、滾道環(huán)制作相對復(fù)雜，但在大規(guī)模集成電路的支持下，完全可以實現(xiàn)，磁性開關(guān)陣列的密度決定著檢測路徑的精度，陣列越密精度越高，磁性開關(guān)陣列的密度要和強磁滾珠的磁場空間范圍相匹配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明裝置的滾動運動副結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明滑塊裝置截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明導(dǎo)軌裝置截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明導(dǎo)軌與滑塊裝配截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明導(dǎo)軌與滑塊裝配及滾珠位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6本發(fā)明磁性開關(guān)環(huán)及磁性開關(guān)陣列的示意圖。
[0016]圖7本發(fā)明磁性滾珠主視圖。
[0017]圖8本發(fā)明磁性滾珠俯視圖。
[0018]圖9本發(fā)明檢測系統(tǒng)示意圖。
[0019]圖10本發(fā)明裝置的一種可能的滾珠運動曲線圖。
[0020]圖中:1、滑塊，2、滑塊磁性開關(guān)環(huán)，3、非金屬滑塊滾道，4、帶磁性滾珠，5、非金屬導(dǎo)軌滾道，6、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)，7、導(dǎo)軌，8、磁性開關(guān)陣列，9、滾珠強磁體。

【具體實施方式】
[0021]如圖1-8所示，一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，該裝置包括滑塊1、滑塊磁性開關(guān)環(huán)2、非金屬滑塊滾道3、帶磁性滾珠4、非金屬導(dǎo)軌滾道5、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)6、導(dǎo)軌7、磁性開關(guān)陣列8、滾珠強磁體9。
[0022]滑塊1、滑塊磁性開關(guān)環(huán)2、非金屬滑塊滾道3，三者之間通過鍵或者銷釘連接固定連接，三者之間沒有相對移動；非金屬導(dǎo)軌滾道5、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)6、導(dǎo)軌7三者之間也通過鍵或者銷釘連接并固連，三者之間沒有相對移動；所述滑塊1、導(dǎo)軌7相配合組成滾動運動副，滾動運動副中，滑塊I通過滾珠沿著導(dǎo)軌7直線運動；帶磁性滾珠4和其他滾珠在非金屬滑塊滾道3和非金屬導(dǎo)軌滾道5之間滾動；所述磁性開關(guān)陣列8均布在導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)6和滑塊磁性開關(guān)環(huán)2內(nèi)部，其中，每一個磁性開關(guān)獨立；帶磁性滾珠4內(nèi)安裝有滾珠強磁體9。
[0023]帶磁性滾珠4在滾動運動副中滾動時，強磁的一部分會分別路過不同的磁性開關(guān)，檢測系統(tǒng)通過磁性套筒發(fā)出的開關(guān)信號的先后和磁性開關(guān)的坐標(biāo)，即可判斷出磁性滾珠的路徑，通過計算機(jī)處理可以得到在某一時間段，某一工況下磁性滾珠的運動形式。另夕卜，本裝置可以在三方向可以施加一定的載荷，模擬滾動運動副在實際工況下，滾珠的運動狀況。
[0024]為了減小金屬滾道對滾珠強磁的消弱，兩側(cè)的非金屬滑塊滾道3、非金屬導(dǎo)軌滾道5采用非磁性物質(zhì)，如陶瓷或高硬度工程塑料或非磁性材料。
[0025]所述磁性開關(guān)陣列8的磁性開關(guān)靈敏度需要適當(dāng)調(diào)整，帶磁性滾珠有強磁的部分接近時磁性開關(guān)動作，而無磁性一側(cè)接近時磁性開關(guān)不動作。
[0026]如圖9所示，所述檢測系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)將導(dǎo)軌及磁性開關(guān)檢測到的信號輸入到計算機(jī)中，可得曲線結(jié)果。
[0027]如圖10所示為本發(fā)明裝置的一種可能的滾珠運動曲線圖。
【權(quán)利要求】
1.一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，其特征在于:該裝置包括滑塊(I)、滑塊磁性開關(guān)環(huán)(2)、非金屬滑塊滾道(3)、帶磁性滾珠(4)、非金屬導(dǎo)軌滾道(5)、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)(6)、導(dǎo)軌(7)、磁性開關(guān)陣列(8)、滾珠強磁體(9)； 滑塊(I)、滑塊磁性開關(guān)環(huán)(2)、非金屬滑塊滾道(3)，三者之間通過鍵或者銷釘連接固定連接，三者之間沒有相對移動；非金屬導(dǎo)軌滾道(5)、導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)￠)、導(dǎo)軌(7)三者之間也通過鍵或者銷釘連接并固連，三者之間沒有相對移動；所述滑塊(I)、導(dǎo)軌(7)相配合組成滾動運動副，滾動運動副中，滑塊(I)通過滾珠沿著導(dǎo)軌(7)直線運動；帶磁性滾珠(4)和其他滾珠在非金屬滑塊滾道(3)和非金屬導(dǎo)軌滾道(5)之間滾動；所述磁性開關(guān)陣列(8)均布在導(dǎo)軌磁性開關(guān)環(huán)(6)和滑塊磁性開關(guān)環(huán)(2)內(nèi)部，其中，每一個磁性開關(guān)獨立；帶磁性滾珠(4)內(nèi)安裝有滾珠強磁體(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，其特征在于:帶磁性滾珠(4)在滾動運動副中滾動時，強磁的一部分會分別路過不同的磁性開關(guān)，檢測系統(tǒng)通過磁性套筒發(fā)出的開關(guān)信號的先后和磁性開關(guān)的坐標(biāo)，即可判斷出磁性滾珠的路徑，通過計算機(jī)處理可以得到在某一時間段，某一工況下磁性滾珠的運動形式；另外，本裝置可以在三方向可以施加一定的載荷，模擬滾動運動副在實際工況下，滾珠的運動狀況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，其特征在于:為了減小金屬滾道對滾珠強磁的消弱，兩側(cè)的非金屬滑塊滾道(3)、非金屬導(dǎo)軌滾道(5)采用非磁性物質(zhì)，如陶瓷或高硬度工程塑料或非磁性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，其特征在于:所述磁性開關(guān)陣列(8)的磁性開關(guān)靈敏度需要適當(dāng)調(diào)整，帶磁性滾珠有強磁的部分接近時磁性開關(guān)動作，而無磁性一側(cè)接近時磁性開關(guān)不動作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以檢測滾動運動副中滾珠運動狀態(tài)的裝置，其特征在于:所述檢測系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)將導(dǎo)軌及磁性開關(guān)檢測到的信號輸入到計算機(jī)中，可得曲線結(jié)果。
【文檔編號】B23Q17/00GK104180988SQ201410404228
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】張巍, 王民, 孔德順, 高相勝 申請人:北京工業(yè)大學(xué)