本發(fā)明屬于滾珠絲杠副外表面溫升檢測的領(lǐng)域，特別是一種滾珠絲杠副絲杠外表面溫升測試方法。

背景技術(shù)：

滾珠絲杠副是一種在機(jī)械傳動和精確定位中經(jīng)常會用到的功能部件。而滾珠絲杠副的溫升直接影響著滾珠絲杠副的定位精度，重復(fù)定位精度，噪聲等重要的因素，由于滾珠絲杠副傳動的特點(diǎn)，無法通過貼片式傳感器直接測量滾珠絲杠副外表面的溫升，只能測得螺母外表面的溫升，然而測量螺母外表面的溫升并沒有多大的意義，螺母外表面溫度不代表著滾珠絲杠副的溫升。

目前，滾珠絲杠副的研究主要集中在溫升建模方面和有限元分析上面，然而誤差建模的公式值得商榷，有限元分析并不能完全模擬實(shí)際情況。因此，目前尚無一種滾珠絲杠副絲杠外表面溫升測試方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種滾珠絲杠副絲杠外表面溫升測試方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種滾珠絲杠副絲杠外表面溫升測試方法，包括以下步驟：

步驟1、將滾珠絲杠副兩端安裝在高速滾珠絲杠副綜合性能實(shí)驗(yàn)臺頭架和尾架上；

步驟2、將貼片式溫度傳感器貼在滾珠絲杠副螺母外圓上。

步驟3、啟動伺服電機(jī)，滾珠絲杠副高速旋轉(zhuǎn)，絲杠運(yùn)行在頭尾兩端停留2s。在運(yùn)行過程中計(jì)算機(jī)實(shí)時記錄下滾珠絲杠副螺母的溫度值。

步驟4、記錄絲杠初始溫度，在絲杠運(yùn)行停留的2s時，記錄絲杠采集點(diǎn)處任意兩個時間點(diǎn)的溫度值。

步驟5、根據(jù)螺母溫升曲線得出絲杠的溫升曲線圖。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明用螺母溫升曲線為模板擬合絲杠外表面溫升曲線解決了不能實(shí)時測試滾珠絲杠副絲杠外表面的問題；2)本發(fā)明大大的減輕了測試者測試工作者的工作量，提高了測試效率；3)本發(fā)明的方法操作簡單，測得的方式真實(shí)有效。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種滾絲杠副絲杠外表面的溫升測試方法的流程圖。

圖2是滾珠絲杠副的安裝圖。

圖3是滾珠絲杠副螺母來回運(yùn)行方式圖。

圖4是實(shí)時采集的滾珠絲杠副的溫升曲線圖。

圖5是以螺母溫升曲線為模板，擬合出的滾珠絲杠副絲杠外表面溫升曲線圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，本發(fā)明的一種滾絲杠副絲杠外表面溫升測試方法，包括以下步驟：

步驟1、將滾珠絲杠副兩端安裝在高速滾珠絲杠副綜合性能實(shí)驗(yàn)臺頭架1和尾架6上；螺母4帶著工作臺3前后移動，溫度傳感器5在螺母4上。其中絲杠副安裝在高速滾珠絲杠副綜合性能實(shí)驗(yàn)臺上的具體要求為：

(1)滾珠絲杠副的軸線對試驗(yàn)臺的導(dǎo)軌的平行度為0.015mm/全長；

(2)電機(jī)軸線對樣品軸線的同軸度為0.020mm；

(3)樣品螺母的安裝端面對試驗(yàn)臺運(yùn)行軌跡的垂直度為0.018mm。

步驟2、將貼片式溫度傳感器貼在滾珠絲杠副螺母4外圓上；

步驟3、啟動伺服系統(tǒng)，滾珠絲杠副旋轉(zhuǎn)，控制伺服系統(tǒng)，使絲杠在頭尾兩端各停留2s，并實(shí)時采集滾珠絲杠副螺母的溫度值，并生成螺母溫升曲線；

所述滾珠絲杠副旋轉(zhuǎn)條件為：加速度大于等于1g，最大速度大于60m/min。

步驟4、確立溫升采集點(diǎn)，記錄絲杠該采集點(diǎn)處任意tn-1,tn(n≥1)兩個時刻的溫度值，上述溫度值在絲杠停留的2s的時間間隔內(nèi)完成采集；

步驟5、在步驟4的基礎(chǔ)上，根據(jù)螺母溫升曲線擬合出絲杠的溫升曲線圖，完成滾絲杠副絲杠外表面溫升測試。具體為：

步驟5-1、以時間為橫坐標(biāo)，溫度值為縱坐標(biāo)，將滾珠絲杠副螺母的溫升曲線的橫坐標(biāo)做n等分，對應(yīng)的等分點(diǎn)為(t0,w0')(t1,w1')、(t2,w2')、(t3,w'3)、(t4,w'4)、(t5,w'5)、……(tn,w'n)；

步驟5-2、將步驟5-1中n等分的點(diǎn)分別連接起來，算出直線的斜率：k1'、k2'、k3'、k4'……kn',計(jì)算的斜率為：

步驟5-3、與螺母相對應(yīng)，絲杠n等分的點(diǎn)的連線斜率為k1、k2、k3……kn，則：k1＝αk1'、k2＝αk2'、k3＝αk3'……kn＝αk'n；α為滾珠絲杠副螺母溫升曲線上任意時刻兩點(diǎn)連線斜率與絲杠溫度連線斜率的比值；

步驟5-4、計(jì)算出絲杠t1、t2、t3……tn時刻絲杠上的外表面溫度w1＝w0'+αk1'(t1-t0)、w2＝w1+αk'2(t2-t1)、w3＝w2+αk3'(t3-t2)……wn＝wn-1+αk'n(tn-tn-1)；

步驟5-5、將絲杠上的外表面溫度w1、w2、w3……wn用平滑的曲線連接起來從而得到滾珠絲杠副的絲杠外表面的溫升曲線。

本發(fā)明大大的減輕了測試者測試工作者的工作量，提高了測試效率；并且本發(fā)明的方法操作簡單，測得的方式真實(shí)有效。

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例

滾珠絲杠副絲杠外表面溫升測試方法的過程根據(jù)說明書附圖中圖2來進(jìn)行說明,首先將絲杠2安裝在高速滾珠絲杠副的頭架1和尾架6上，pt100傳感器5貼在絲杠螺母4上，伺服系統(tǒng)控制絲杠高速旋轉(zhuǎn)，來回運(yùn)行方式如圖2所示，絲杠運(yùn)行行程為700mm，螺母在運(yùn)行頭尾端停留2s，實(shí)時記錄螺母溫升曲線如圖3所示，以時間tn為橫坐標(biāo)，溫度值wn為縱坐標(biāo)，則(tn，wn)表示tn時刻的溫度值為wn，如圖4所示，在tn-1、tn時刻記錄下絲杠的溫度值wn-1、wn。在螺母的溫升曲線上，找出在tn-1、tn時刻記錄下螺母的溫度值w'n-1、w'n，其中n≥1，求絲杠溫升曲線的方法如下。

①可以求出

②求出

③求出w1＝w0'+αk1'(t1-t0)、w2＝w1+αk'2(t2-t1)、w3＝w2+αk3'(t3-t2)……wn＝wn-1+αk'n(tn-tn-1)；

④將w1、w2、w3……wn用平滑的曲線連接起來就得到了滾珠絲杠副的絲杠外表面的溫升曲線。

本發(fā)明的方法解決了無法實(shí)時測試滾珠絲杠副外表面溫升的問題，大大的減輕了工作量，提高了測試效率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種滾絲杠副絲杠外表面的溫升測試方法，首先將滾珠絲杠副兩端安裝在高速滾珠絲杠副綜合性能實(shí)驗(yàn)臺頭架和尾架上；接著將貼片式溫度傳感器貼在滾珠絲杠副螺母外圓上；之后啟動伺服系統(tǒng)，滾珠絲杠副旋轉(zhuǎn)，控制伺服系統(tǒng)，并實(shí)時采集滾珠絲杠副螺母的溫度值，并生成螺母溫升曲線；并確立溫升采集點(diǎn)，記錄絲杠該采集點(diǎn)處任意兩個時刻的溫度值，上述溫度值在絲杠停留的時間間隔內(nèi)完成采集；最后根據(jù)螺母溫升曲線擬合出絲杠的溫升曲線圖，完成滾絲杠副絲杠外表面溫升測試。本發(fā)明的方法解決了無法實(shí)時測試滾珠絲杠副外表面溫升的問題，大大的減輕了工作量，提高了測試效率。

技術(shù)研發(fā)人員：歐屹;徐陽陽;祖莉;周怡帆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.20
技術(shù)公布日：2017.10.17