一種載荷可控的主動式隨動施力直線導軌副試驗裝置，其橫向加載機構及垂向加載機構的施力頭(施力點)單獨或共用一個絲桿驅動機構，使橫向加載機構及垂向加載機構均隨受力滑臺一起同步運動，施力點與四個導軌滑塊相對靜止；從而施力裝置施加的載荷能均勻的不變的作用在四個導軌滑塊上，每個導軌滑塊承受的載荷均為施力裝置施加載荷的1/4，也即導軌滑塊承受的載荷變化曲線同施力裝置的施力變化曲線完全一致，僅僅是幅值縮小到1/4。因此，它在進行直線導軌副的性能及壽命試驗時，能非常方便的實現施加載荷的精確、可靠控制，從而能更準確、可靠的評估出載荷與導軌副性能及壽命之間的關系，為導軌副的設計與維護提供更可靠的試驗依據。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種載荷可控的主動式隨動施力直線導軌副試驗裝置。
技術介紹
直線導軌副是機械系統的常用導向部件，在各種機器設備中應用廣泛。它的性能及壽命主要與導軌滑塊承受的橫向載荷及徑向(垂直于導軌正面)載荷有關。通過直線導軌副試驗裝置模擬導軌副在特定載荷下的運行狀態可以評估出導軌副的性能及壽命，有利于建立合理有效的維修計劃，節省大量的維護費用。現有的直線導軌副試驗裝置，如申請人已申請的201110321929. O號專利申請“一種可重構的絲杠副、導軌副加速壽命電液伺服試驗臺”通過絲杠驅動機構帶動受力滑臺前后移動，受力滑臺帶動固定于其下表面的四個導軌滑塊在兩個導軌上滑動，以模擬導軌副的運行過程；由固定于機座上的橫向加載機構 通過受力滑臺的側面向四個導軌滑塊施加橫向載荷，由固定于機座的龍門架上的垂向(徑向)加載機構通過受力滑臺向四個導軌滑塊施加徑向載荷。該裝置可以試驗評估出導軌副在施加不同橫向載荷及徑向載荷情況下的性能及壽命。但由于其橫向加載機構及垂向加載機構的施力點固定，不隨受力滑臺的運動而移動；而試驗時受力滑臺總是處于運動狀態中，固定的施力點與四個導軌滑塊的相對距離發生變化，從而通過受力滑臺分配給四個導軌滑塊的載荷不恒定，而受相對距離、受力滑臺滑動速度的影響，其變化復雜，難以定量預測。也即橫向加載機構及垂向加載機構施加給四個導軌滑塊的載荷不方便準確控制。從而試驗裝置無法準確、可靠的評估出載荷與導軌副性能及壽命之間的關系。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種載荷可控的主動式隨動施力直線導軌副試驗裝置，該試驗裝置采用主動式隨動施力的方式實現導軌滑塊橫向載荷及徑向載荷的可控動態加載，能更準確、可靠的評估出載荷與導軌副性能及壽命之間的關系，為導軌副的設計與維護提供更可靠的試驗依據。本技術解決其技術問題所采用的第一種技術方案是一種載荷可控的主動式隨動施力直線導軌副試驗裝置，包括機座、機座上的絲杠驅動機構、兩個導軌分別安裝于絲杠驅動機構的兩側、受力滑臺的底面與絲杠驅動機構相連，受力滑臺底面的四個角與四個導軌滑塊對應相連，四個導軌滑塊中每兩個與對應的導軌構成導軌副；受力滑臺的下表面還連有光柵尺讀數頭，該光柵尺讀數頭與固定于機座上的光柵尺主尺配合，受力滑臺的側面有橫向加載機構、上方有垂向加載機構；其特征在于所述的橫向加載機構的構成是橫向施力裝置通過橫向拉壓力傳感器與橫向施力頭相連，橫向施力頭正對受力滑臺側面的縱向中心，橫向施力裝置的底座通過橫向施力裝置絲杠驅動機構安裝于機座上，該底座與橫向施力裝置光柵尺讀數頭相連，橫向施力裝置光柵尺讀數頭與固定于機座上的橫向施力裝置光柵尺主尺配合；所述的垂向加載機構的構成是垂向施力裝置通過垂向拉壓力傳感器與垂向施力頭相連，垂向施力頭位于受力滑臺中心的正上方，垂向施力裝置安裝于龍門架的橫梁上，龍門架右側的底座通過龍門架絲杠驅動機構安裝于機座上，所述的右側的底座與側光柵尺讀數頭相連，側光柵尺讀數頭與固定于機座上的側光柵尺主尺配合；龍門架左側的底座通過左側直線導軌副固定于機座上；每個導軌滑塊上均安裝有三向振動加速度傳感器及溫度傳感器；這些傳感器及光柵尺讀數頭均與數據采集及控制系統電連接；絲杠驅動機構、橫向加載機構和垂向加載機構也均與數據采集及控制系統電連接。上述第一種技術方案的工作過程和原理是絲杠驅動機構帶動受力滑臺縱向運動，光柵尺讀數頭將受力滑臺的運動情況反饋給數據采集及控制系統；橫向施力裝置絲杠驅動機構帶動橫向施力裝置的底座縱向運動，橫向施力裝置光柵尺讀數頭將橫向施力裝置底座的運動情況反饋給數據采集及控制系統；龍門架絲杠驅動機構帶動龍門架右側的底座縱向運動，側光柵尺讀數頭將龍門架右側底座 的運動情況反饋給數據采集及控制系統；數據采集及控制系統根據三個光柵尺讀數頭的反饋信號，精確控制三個絲杠驅動機構，使受力滑臺、橫向施力裝置、垂向施力裝置保持精確同步運動。同時，數據采集及控制系統根據用戶輸入的導軌滑塊橫向、徑向的載荷變化曲線，分別控制橫向加載機構、垂向加載機構的輸出力的大小，橫向加載機構、垂向加載機構輸出的力通過受力滑臺作用在導軌滑塊上，從而實現導軌滑塊承受的橫向載荷、徑向載荷按用戶需求變化，以模擬導軌副的各種工況。試驗時，數據采集及控制系統通過三向振動加速度傳感器、溫度傳感器采集導軌滑塊的振動信號及溫度信號，從而得到評估載荷與導軌副性能及壽命之間關系的所需試驗數據，為導軌副的設計與維護提供更加可靠的試驗依據。本技術解決其技術問題所采用的第二種技術方案是一種載荷可控的主動式隨動施力直線導軌副試驗裝置，包括機座、機座上的絲杠驅動機構、兩個導軌分別安裝于絲杠驅動機構的兩側、受力滑臺的底面與絲杠驅動機構相連，受力滑臺底面的四個角與四個導軌滑塊對應相連，四個導軌滑塊中每兩個與對應的導軌構成導軌副；受力滑臺的下表面還連有光柵尺讀數頭，該光柵尺讀數頭與固定于機座上的光柵主尺配合，受力滑臺的側面有橫向加載機構、上方有垂向加載機構；其特征在于所述的橫向加載機構的構成是橫向施力裝置通過橫向拉壓力傳感器與橫向施力頭相連，橫向施力頭正對受力滑臺側面的縱向中心，橫向施力裝置的底座通過橫向施力裝置絲杠驅動機構安裝于機座上，該底座與橫向施力裝置光柵尺讀數頭相連，橫向施力裝置光柵尺讀數頭與固定于機座上的橫向施力裝置光柵尺主尺配合；所述的垂向加載機構的構成是垂向施力裝置通過垂向拉壓力傳感器與垂向施力頭相連，垂向施力頭位于受力滑臺中心的正上方，垂向施力裝置安裝于龍門架的橫梁上，龍門架右側的底座通過右側直線導軌副固定于機座上，龍門架的左側與橫向施力裝置的底座相連；每個導軌滑塊上均安裝有三向振動加速度傳感器及溫度傳感器；這些傳感器及光柵尺讀數頭均與數據采集及控制系統電連接；絲杠驅動機構、橫向加載機構和垂向加載機構也均與數據采集及控制系統電連接。上述第二種技術方案的工作過程和原理是絲杠驅動機構帶動受力滑臺縱向運動，光柵尺讀數頭將受力滑臺的運動情況反饋給數據采集及控制系統；橫向施力裝置絲杠驅動機構帶動橫向施力裝置的底座縱向運動，同時帶動與該底座相連的龍門架縱向運動，橫向施力裝置光柵尺讀數頭將橫向施力裝置底座的運動情況反饋給數據采集及控制系統，數據采集及控制系統根據兩個光柵尺讀數頭的反饋信號，控制兩個絲杠驅動機構，使受力滑臺、橫向施力裝置及垂向施力裝置保持精確同步運動。同時，數據采集及控制系統根據用戶輸入的導軌滑塊橫向、徑向的載荷變化曲線，分別控制橫向加載機構、垂向加載機構的輸出力的大小，橫向加載機構、垂向加載機構輸出的力通過受力滑臺作用在導軌滑 塊上，從而實現導軌滑塊承受的橫向載荷、徑向載荷按用戶需求變化，以模擬導軌副的各種工況。試驗時，數據采集及控制系統通過三向振動加速度傳感器、溫度傳感器采集導軌滑塊的振動信號及溫度信號，從而得到評估載荷與導軌副性能及壽命之間關系的所需試驗數據，為導軌副的設計與維護提供更加可靠的試驗依據。與現有技術相比，本技術的有益效果是一、本技術的兩種方案在進行試驗時，橫向加載機構及垂向加載機構的施力頭(施力點)均隨受力滑臺一起同步運動，施力點與四個導軌滑塊相對靜止；從而施力裝置施加的載荷能均勻的不變的作用在四個導軌滑塊上，每個導軌滑塊承受的載荷均為施力裝置施加載荷的1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種載荷可控的主動式隨動施力直線導軌副試驗裝置，包括機座(1)、機座(1)上的絲杠驅動機構(2)、兩個導軌(3)分別安裝于絲杠驅動機構(2)的兩側、受力滑臺(4)的底面與絲杠驅動機構(2)相連，受力滑臺(4)底面的四個角與四個導軌滑塊(5)對應相連，四個導軌滑塊(5)中每兩個與對應的導軌(3)構成導軌副；受力滑臺(4)的下表面還連有光柵尺讀數頭(19)，該光柵尺讀數頭(19)與固定于機座(1)上的光柵尺主尺(25)配合，受力滑臺(4)的側面有橫向加載機構、上方有垂向加載機構；其特征在于：所述的橫向加載機構的構成是：橫向施力裝置(12)通過橫向拉壓力傳感器(13)與橫向施力頭(14)相連，橫向施力頭(14)正對受力滑臺(4)側面的縱向中心，橫向施力裝置(12)的底座(10)通過橫向施力裝置絲杠驅動機構(6)安裝于機座(1)上，該底座(10)與橫向施力裝置光柵尺讀數頭相連，橫向施力裝置光柵尺讀數頭與固定于機座(1)上的橫向施力裝置光柵尺主尺(7)配合；所述的垂向加載機構的構成是：垂向施力裝置(15)通過垂向拉壓力傳感器(17)與垂向施力頭(18)相連，垂向施力頭(18)位于受力滑臺(4)中心的正上方，垂向施力裝置(15)安裝于龍門架(16)的橫梁上，龍門架(16)右側的底座(21)通過龍門架絲杠驅動機構(20)安裝于機座(1)上，所述的右側的底座(21)與側光柵尺讀數頭(22)相連，側光柵尺讀數頭(22)與固定于機座(1)上的側光柵尺主尺(24)配合；龍門架(16)左側的底座(11)通過左側直線導軌副(9)固定于機座(1)上；每個導軌滑塊(5)上均安裝有三向振動加速度傳感器及溫度傳感器；這些傳感器及光柵尺讀數頭(19)均與數據采集及控制系統電連接；絲杠驅動機構(2)、橫向加載機構和垂向加載機構也均與數據采集及控制系統電連接。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：高宏力，張筱辰，黃海鳳，許明恒，郭亮，文娟，陳晨，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：實用新型
國別省市：
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