滚珠螺母的机器视觉检测

提出了基于机器视觉检测技术的滚珠丝杠副螺母的非接触测量方法。将用A102FCCD数字摄像头采集的图像经过IEEE1394数字接口卡传输到计算机。对原始数字图像实施预处理、二值化、轮廓提取及细化等处理后,将图像信息转变成宏观图形信息。在尺寸测量时,借助于图像处理中提取的边界,使用自编程序测量和计算螺母的螺距、珠心径、球面度误差、圆柱度误差及滚道锥度,其测量误差分别为0.001、0.023、0.010、0.016及0.006 mm。分析了误差产生的原因,指出光学误差是影响测量精度的主要因素。测量结果满足产品的技术要求。理论分析及实验结果表明了该方法正确可行。

基于计算机视觉的滚珠螺母形位误差检测

提出了基于计算机视觉的滚珠丝杠副螺母的形位误差检测方法。使用DH-HV3000FC型数字摄像头采集滚珠螺母的图像,经过IEEE1394数字接口卡传输到计算机。对含有噪声的原始数字图像实施预处理、图像分割及细化等处理,使图像转变成易于检测的单像素宽边缘信息。使用自编程序测量和计算螺母的圆度、圆柱度、滚道跳动及滚道对螺母外径的同轴度,测量值分别为f1=8.34μm,f2=11.94μm,f3=12.76μm,f4=8.87μm。测量结果满足滚珠螺母的形位公差要求,并分析了误差的产生原因。理论分析及实验测量结果表明该方法正确可行。

大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形精确设计和干涉消除

针对在加工大导程滚珠螺母时,可能会出现砂轮磨杆与螺母端面发生干涉的问题,从滚珠螺母磨削加工的基本方法出发,依据砂轮回转面与被加工螺母内滚道面包络的接触线是一条空间曲线的原理,建立任意安装角度下砂轮回转曲面的计算模型,并将此计算模型用于解决大导程滚珠螺母加工干涉问题。提出在保证加工时不发生干涉的前提下,选取砂轮最佳安装角和中心间距参数的方法以及在此参数下砂轮廓形的拟合优化方法。该方法计算简单、可以随时根据安装角和中心间距参数值对砂轮廓形进行修整,以保证磨削精度。以某型号大导程滚珠螺母为例,完成在保证不发生干涉的情况下相关工艺参数的选择以及砂轮廓形的优化设计,对结果进行误差分析,验证了方法的有效性。

精密滚珠丝杠螺母副热平衡-温升特性仿真研究

滚珠丝杠单元热特性仿真建模是精密机床直线进给系统热平衡优化设计与热误差抑制方法的基础.目前的建模方法中,对于滚珠螺母副的相对运动环节多采取不同程度的简化措施,这是造成现有模型仿真精确性欠佳的关键原因.本文在充分考虑丝杠螺母副相对移动效果的基础上,构建出一种精密滚珠丝杠单元瞬态热平衡-温升特性有限元仿真模型.首先,利用APDL定义了滚珠螺母与丝杠的位移-时间关系,从而在瞬态仿真建模中实现了滚珠螺母-丝杠结构的往复线性相对运动效果;其次,综合考虑了滚珠螺母-丝杠摩擦生热、滚珠-螺母与滚珠-丝杠间接触热阻及中空循环液-丝杠螺母副的流-固耦合换热效应等因素,构建起精密滚珠丝杠螺母副的热平衡-温升特性仿真模型;基于该模型重点研究了精密滚珠丝杠单元在不同循环换热条件下循环冷却液换热功率与丝杠螺母副生热功率的平衡匹配特性,及其对滚珠丝杠螺母副温升特性的影响.最终,通过对比试验验证了该仿真建模方法的准确性.研究结果表明:循环冷却液换热量不仅来源于螺母副生热,也来源于丝杠其他结构;只有当循环液换热功率增大至螺母副生热功率的1.5倍左右时,螺母副生热才可能被冷却液完全吸收,其温度值开始低于环境温度.该结论可以为滚珠丝杠单元的热平衡优化设计提供理论依据.

数控机床滚珠丝杠可靠性优化设计

滚珠丝杠是数控机床重要的传动部件,它的精度与可靠性直接影响加工零件的质量。笔者以滚珠丝杠副的接触疲劳寿命可靠性和刚度可靠性为约束条件,将滚珠丝杠副的体积最小为目标函数建立数学模型,利用Matlab程序实现滚珠丝杠的优化设计。实例证明,该方法在保证滚珠丝杠疲劳寿命和刚度的前提下可有效减小成本,并能适应产品要求。

螺母安装方式对滚珠丝杠载荷特性的影响规律研究

针对一端固定、一端支承的滚珠丝杠上工作螺母的两种不同安装方式,分析、比较了丝杠受力状态的差异;通过建立计及接触角变化的滚珠丝杠载荷分布模型,定量研究了不同螺母安装方式对钢球法向载荷分布和实际接触角的影响规律。数值分析结果表明在螺母和工作台的连接法兰远离固定端的安装方式下,钢球载荷分布和接触角分布均更为均衡。另外螺母安装方式对滚珠丝杠轴向刚度的影响并不显著。这一结论为滚珠丝杠的安装和维护提供了理论依据,对保证滚珠丝杠使用性能和提高其工作寿命具有工程指导意义。

大导程滚珠螺母滚道电解加工机床

为了实现电解加工大导程滚珠螺母滚道,研制了专用的数控电解加工机床。基于LabVIEW与状态图工具箱设计开发了机床的控制系统软件,具有运动控制功能、电解液供给功能、电源参数设定与监控功能,提高了电解加工系统的灵活性与可拓性。通过对电解加工机床结构、控制系统的设计及工艺试验的介绍,证明该机床可实现任意导程滚珠螺母滚道的电解加工。

双螺母滚珠丝杠副导程误差与摩擦力矩关系研究

为了准确计算双螺母滚珠丝杠副的摩擦力矩,基于载荷和变形协调理论,分析了导程误差对载荷分布不均匀程度的影响,结合预紧力和滚珠形变提出双螺母滚珠丝杠副导程误差与摩擦力矩的关系模型。利用行程误差试验台测量不同精度等级丝杠的导程误差,并将各丝杠分别匹配同一套螺母、垫片、滚珠,组成丝杠副,测量滚珠丝杠副的摩擦力矩。结果表明,在考虑滚珠丝杠导程误差和滚珠载荷分布不均的情况下,导程误差与摩擦力矩呈线性关系,不同精度等级丝杠对应的摩擦力矩计算结果与试验值的相对误差为0~8.79%,均小于文献[6]模型的计算结果,从而验证了本文模型的有效性。

高速双螺母滚珠丝杠副轴向接触刚度研究

对双螺母预紧的滚珠丝杠副进行了接触受力分析,推导出接触变形的公式,建立了滚珠丝杠副的轴向刚度计算公式。研究分析了影响滚珠丝杠副轴向刚度的几个主要因素,包括预紧力、螺旋升角、接触角等,给出了这几个因素与滚珠丝杠副轴向刚度对应的关系曲线,为新型高速滚珠丝杠的合理设计提供了理论基础。

封闭槽螺母滚动螺旋的特点及其运动分析

介绍一种螺母为非螺旋槽，无返回器滚动螺旋副，并分析了它的结构特点及运动特性。

循环球转向器可靠性磨损试验系统的设计与实现

转向系统是汽车主动安全的重要技术,转向器是转向系统的关键部件,其可靠性直接影响汽车安全性能。为了正常进行循环球式转向器磨损试验,参照《汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验方法》标准,采用交流伺服技术、智能集成技术与微机测控技术,设计了双工位循环球转向器可靠性磨损试验系统。试验运行表明:该试验系统经济高效,稳定可靠,满足循环球转向器磨损试验标准规定功能。系统应具备实时监控数据、实时绘制曲线和检测空载性能三大功能,从而完成循环球转向器出厂前的可靠性磨损试验,减小因服役寿命周期内的失效而导致交通安全事故的概率。

滚珠螺母内螺旋滚道的非接触式自动对刀技术研究

与外螺纹的接触式对刀不同,由于螺母结构尺寸小且内部空间非常有限,使得内螺纹非接触式自动对刀的方法研究和装置设计难度较大。文章针对滚珠螺母内螺旋滚道非接触式自动对刀技术的原理进行了研究,并设计出了一种自动对刀模块。其中,自动对刀方法可根据开关个数和电平变化类型分为两种形式:单开关式(分为高低高、低高低两种情况)和双开关式(分为先低后高、先高后低两种情况),它们都是通过电平变化和位移测量的配合实现高效高精的砂轮对刀定位,在效率上双开关式要优于单开关式。文中所提出的非接触式自动对刀方案对滚珠螺母的实际磨削加工有借鉴意义。

螺母副摩擦热对高速空心滚珠丝杠热特性影响分析

滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要功能部件,其热变形会降低伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈。其中螺母副摩擦热是影响滚珠丝杠热变形的主要因素。采用通有冷却介质的空心滚珠丝杠为解决此问题提供了一种方法。将通过计算得到的螺母副摩擦热加载到空心滚珠丝杠滚道内,分析空心滚珠滚珠丝杠温度受轴向载荷、转速、通入空心滚珠丝杠的冷却介质的种类、冷却介质流速以及空心滚珠丝杠内孔的大小的影响及内孔大小对空心滚珠丝杠变形的影响。通过分析,结果表明:轴向载荷和转速对空心滚珠丝杠温度影响较小;专业冷却油更适合用于空心滚珠丝杠的冷却,合理控制其温升和热变形;热变形和热-结构耦合的分析,给出了最佳内孔直径。为空心滚珠丝杠的设计及研究提供理论依据。

天然气管道用直通球阀的开裂原因分析

某天然气管道用直通球阀卡套螺母在服役期间发生开裂。采用宏观观察、断口分析、腐蚀产物分析、化学成分分析、显微组织分析等方法对该卡套螺母的开裂原因进行了分析,并进行了热模拟试验及晶间腐蚀试验。结果表明:化学成分不合格和固溶处理不充分是卡套螺母开裂的主要原因;大量非金属夹杂物的存在导致电化学腐蚀,是卡套螺母开裂的次要原因。

球头螺母成型工艺的改进及优化

用聚酰胺66(PA66)制作了球头螺母。为解决产品装配时出现的断裂纹和变软问题,对球头螺母注塑工艺提出一些改进要点,对材料干燥、色母料、模具、调湿、检测作出了相应调整。工艺改进及优化后,解决了产品裂纹和变软问题,稳定了产品质量,得到了用户的认同。

基于机床做功量的监控系统开发

在分析机床维护保养不良是影响机床可靠性的关键因素的基础上,将一种新的可靠性思想———用户监控维护方法引入数控机床可靠性研究领域中。提出了机床定功维护的概念,并以丝杆螺母副维护保养为例,建立了丝杆螺母副与电机做功关系的数学模型。给出了主轴电机功率的获取方法,并通过对数控系统西门子840D进行二次编程,开发了基于用户角度来提高机床可靠性的用户监控维护系统。该系统在数控机床上的成功应用为机床可靠性的研究提供了一种新的思路和方法。

滚珠丝杠副的可靠性设计

根据滚珠丝杠副工作中，实际负载和工作寿命等均呈分布状态性质，把规定的可靠度目标值，直接设计到滚珠丝杠副中克服了传统的“安全系数”

数控化改造中滚珠丝杠副的选型计算及误差分析

在CW6163车床数控化改造中,滚珠丝杠副由于其传动精度高、传动效率高等优点被用作传动机构。对CW6163普通车床纵向进给系统改造过程中滚珠丝杠副的选型、计算、承载能力的校核进行了介绍,分析了滚珠丝杠副的热误差、螺距误差、加工误差及耦合误差等,为机床数控化传动机构的改造及误差分析提供参考。

CA6140车床进给系统数控改造中滚珠丝杠副的选型和计算

以CA6140普通车床为例,介绍了普通车床改造为经济型数控车床的设计方案。阐述了该车床纵向进给系统改造中的滚珠丝杠副的选型和验算的步骤及方法,可为机床数控化改造提供一种参考。

滚珠丝杠副的可靠性设计

根据滚珠丝杠副工作中，实际负载和工作寿命等均呈分布状态性质，论述了滚珠丝杠副的可靠性设计方法，即在确定滚珠丝杠副实际允许的负载容量时，把规定的可靠度目标值，直接设计到滚珠丝杠副中去。克服了传统的“安全系数”设计方法的不足。更有利于设计、制造和使用部门的应用。