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1.一种丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、建立滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数计算模型; 步骤2、设定滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数测量条件; 步骤3、基于行程误差测量法对待测丝杠进行测量,获取滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数。 2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,步骤1所述建立滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数计算模型,具体为: (1)在滚珠丝杠副中,滚珠与丝杠滚道之间的磨损区域被视为一个宽度为2b的矩形,磨损区域的面积A表示为: A=2b·LR 式中,b为滚珠与滚道接触椭圆的短半轴,LR为滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道磨损区域的总长度,即丝杠有效行程对应的螺纹长度,表示为: 式中,Ls为丝杠的有效行程,λ为导程角; (2)丝杠滚道单位运行转数下的磨损深度δWs表示为: 式中,N为丝杠运行的总转数,V0为丝杠初始测得的行程误差,VN为丝杠运行N万转后测得的行程误差,α为滚珠与滚道的接触角;其中,单位运行转数为每万转; (3)滚珠与丝杠滚道接触面间的总磨损体积WV为: WV=δWs·A·N (4)单个滚珠与丝杠滚道接触面之间的磨损体积为: 式中,M为有效承载的滚珠总数; (5)根据传统Archard磨损理论,在法向力Q的作用下,滚珠丝杠副中单个滚珠与丝杠滚道接触面之间的磨损体积表示为: 式中,H为互相接触的两表面中硬度较小表面的硬度值,K为滚珠丝杠副丝杠滚道的磨损系数,Lt为单个滚珠相对于丝杠滚道的滑动距离,Q为滚珠与丝杠滚道之间的法向力; (6)滚珠相对于丝杠滚道的滑动距离表示为: 式中,ω为丝杠轴的角速度,为滚珠相对于丝杠滚道的滑动速度; 其中,滚珠相对于丝杠滚道的滑动速度表示为: 式中,VX和VY分别为滚珠相对于丝杠滚道在接触椭圆短半轴和长半轴的滑动速度; 对于预紧力方向与轴向载荷方向相同的一侧: 对于预紧力方向与轴向载荷方向相反的一侧: 其中, 式中,rb为滚珠半径,ri为滚道半径,RS为丝杠底径,α为滚珠与滚道的接触角,δs和δn分别为滚珠与丝杠和螺母滚道间的变形量,ω为丝杠轴的角速度,ωm为滚珠相对于丝杠滚道的公转角速度,ωt,ωn和ωb分别为滚珠的自转角速度ωR在t轴、n轴以及b轴上的分量; (7)滚珠和丝杠滚道之间的法向力Q为: 式中,Fa为滚珠丝杠副受到的轴向载荷; (8)联立(1)~(7)中的公式,建立滚珠丝杠副丝杠滚道的磨损系数计算模型为: 式中,J为常数,表示为: 3.根据权利要求1或2所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,步骤2所述滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数的测量条件包括滚珠丝杠副跑合运行转速、轴向载荷、性能监测、行程误差测量条件、润滑条件和跑合转数;设定滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数的测量条件具体为: (1)设定待测滚珠丝杠副运行转速为v1,取v1≤v0,其中v0为滚珠丝杠副额定转速; (2)设定待测滚珠丝杠副轴向载荷为Fa,取Fa≤30%Ca,其中Ca为滚珠丝杠副额定动载荷; (3)在跑合过程中监测待测滚珠丝杠副的性能,以检测待测滚珠丝杠副是否正常运转,若出现异常则停止试验,排除故障后继续试验; (4)设定采用定时截尾试验方法,截尾时间为N万转; (5)设定跑合前测定丝杠的初始行程误差,之后每隔n万转测定一次丝杠的行程误差,其中n能整除N; (6)设定每次在测定行程误差后为待测滚珠丝杠副添加润滑脂。 4.根据权利要求3所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,所述待测滚珠丝杠副的性能包括温度、噪声和振动。 5.根据权利要求4所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,所述N≥600,n≤100。 6.根据权利要求5所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,步骤3所述基于行程误差测量法对待测滚珠丝杠副进行测量,获取滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数,具体为: 步骤3-1、测定待测滚珠丝杠副丝杠的初始行程误差V0; 步骤3-2、将待测滚珠丝杠副安装在滚珠丝杠副磨损跑合试验台上,以设定的测量条件跑合运行n万转,同时监测滚珠丝杠副的温度、噪声和振动,若出现异常,则停机检查故障,排除故障后继续试验; 步骤3-3、对待测滚珠丝杠副的丝杠进行行程误差测量; 步骤3-4、判定滚珠丝杠副总的运行转数,若总的运行转数小于N万转,则返回步骤3-2;若总的运行转数达到N万转,则跑合结束,执行步骤3-5; 步骤3-5、根据测量获得的所有行程误差数据,获取丝杠滚道的磨损系数。 7.根据权利要求6所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,步骤3-3所述的对待测滚珠丝杠副的丝杠进行行程误差测量,具体为: 步骤3-3-1、将待测滚珠丝杠副安装在行程误差测量试验台上,拆除密封圈,静置t小时以确保丝杠热平衡; 步骤3-3-2、对待测丝杠进行c次正反向行程误差测量,测得的c组正向行程误差数值为测得的c组反向行程误差数值为 步骤3-3-3、对c次测量的滚珠丝杠副正反向行程误差测量值求平均,则该次行程误差测量值为: 记录第i次待测滚珠丝杠副的丝杠行程误差测量时滚珠丝杠副转数Ni和行程误差值Vi;i=1,2,...,m,m为行程误差测量的次数, 8.根据权利要求7所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,所述c=5。 9.根据权利要求8所述的丝杠滚道磨损系数测量方法,其特征在于,步骤3-5所述根据测量获得的所有行程误差数据,获取丝杠滚道的磨损系数,具体为: 3-5-1、利用公式Ti=J·(Vi-V0)对m组行程误差数值进行变换,获得相应的Ti; 3-5-2、记第i次行程误差测量时滚珠丝杠转速为Ni,将Ni和Ti记为坐标点(Ni,Ti),共获得m个坐标点; 3-5-3、利用公式Ti=KNi并采用最小二乘法对m个坐标点进行线性拟合,拟合出的直线斜率即为滚珠丝杠副丝杠滚道磨损系数的测量值。 |