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滚珠丝杠动态特性参数识别试验台的设计

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  • 发布时间:2014-08-22
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现代数控机床日益向着高速度、高效率和高精度方向发展,对机床进给传动部件的设计要求也越来越高,滚珠丝杠副运动平稳,传动精度高,作为数控机床进给系统的关键元件之-,其本身是-种细长低刚度元件,是进给系统中常用的传动装置,在外力的作用下易产生变形、振动,将会严重影响进给系统的稳定性,因此研究滚珠丝杠动态特性对提高数控机床定位精度具有重要意义1。基于滚珠丝杠副动态特I生参数测量原理,为了提高参数识别精度,分析影响参数识别的相关因素,搭建动态特性参数测试装置,对滚珠丝杠动态特性参数识别试验台进行优化设计。

2测试装置的设计2.1动态参数力学模型将滚动轴承组、螺母简化成等效弹簧-阻尼器结构,试验台和轴承座等效成刚体,得到滚珠丝杠副轴向、径向刚度和阻尼参数识别的力学模型日,如图 1所示。轴向力学模型等效成杆的纵向振动,径向力学模型等效成Euler-Bernoulli梁的弯曲振动,分别得到滚珠丝杠副的轴向、径向动态杼生参数识别的数学模型。

Js1 , 1,k2, 3,Cl,c2,c3, 1, 2, , ) (1)S1: l,k2,.13,k4,et,c2,c3,c4, l, 2, 3,Fo,tO) (2)在式(1)(2)中,涉及的参数有J 、 2、k3、k4、el、c2、c3、c4、 1、 2、Fo、∞等。Js。是位移传感器测量节点I处振幅得到,Fo、tO是通过激振器施加在系统上,k 、k,、e。、c 分别为左右轴承的刚度和阻尼,k4,c 为导轨的刚度和阻尼,通过变化 %扬得到多组数据,联立解方程可以求得丝杠刚度J 、阻尼c:。

s ( ,t)s(a)轴向刚度阻尼力学模型(b)径向刚度阻尼力学模型图 1参数识别力学模型Fig.1 Parameter Identification Mechanical Model来稿日期:2012-08-14基金项目:国家高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2012ZX04010-01 1)作者简介:张明鑫,(1987-),男,江苏徐州人,硕士研究生,主要研究方向:滚珠丝杠动态特l生研究;程 寓,(1968-),男,江苏扬州人,副教授,主要研究方向:数控机床进给系统研究

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