基于短时傅里叶变换的滚珠丝杠副丝杠滚道故障定位研究

针对滚珠丝杠副丝杠滚道故障定位困难问题,对存在单一点蚀故障的滚珠丝杠副进行了研究,提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)的滚珠丝杠副丝杠滚道故障定位方法,通过理论分析确定了针对滚珠丝杠副振动信号STFT理想的窗函数及其参数。利用STFT分析了滚珠丝杠副仿真与实验振动加速度信号,根据丝杠滚道出现故障时的频率响应特性以及信号瞬时频率随时间的变化,以瞬时频率为特征确定了故障位置。仿真与实验研究结果对比表明,STFT时频分析方法能够用于有效地识别出滚珠丝杠副的故障位置。

滚珠丝杠滚道硬车加工技术研究

以CBN刀具技术的突破和数控硬车机床的研发成功为基础,针对滚珠丝杠螺纹滚道特点,研究其硬车工艺方法、专用机床技术、CBN刀具技术,并通过进行切削试验,获得合理切削参数,实现螺纹滚道粗加工以硬车削代替磨削,提高生产效率,降低成本。

数控丝杠滚道中频淬火机床

目前,滚珠丝杠的淬火普遍采用中频表面淬火,即首先把所有将要加工滚珠螺纹的表面淬硬,然后再依靠螺纹磨床磨削来完成以后的粗、精加工。这样做的原因是为了防止因淬火变形而导致粗、精加工两道工序间螺纹累积误差超差,但却增加了加工成本。以一根长3000mm,螺距为6mm的滚珠丝杠为例,每磨一刀就需4.5h,按三道工序,每道工序分两个工步,共需27h。

点蚀故障滚珠丝杠副动力学建模与分析

基于Hertz接触理论,建立丝杠滚道存在单一点蚀故障的滚珠丝杠副动力学模型.考虑滚珠通过点蚀缺陷时接触变形量的变化,对丝杠滚道存在点蚀故障的滚珠丝杠副动力学响应进行仿真,分析了滚珠丝杠单一点蚀缺陷引起的振动特性.理论分析表明:滚珠通过点蚀缺陷时,滚珠、丝杠及螺母之间产生周期性冲击现象,且频率响应中低频段峰值频率与滚珠通过丝杠滚道的特征频率及其倍频相对应.最后,实验结果进一步验证了滚珠丝杠副故障振动模型的有效性,所建模型可用于滚珠丝杠副点蚀故障特征提取及诊断.

滚珠丝杠精密磨削表面加工质量及其试验研究

通过正交试验设计和单因素分析法对滚珠丝杠滚道磨削工艺开展了试验研究,分析了磨削时砂轮粒度、砂轮速度、丝杠速度以及磨削深度对滚珠丝杠表面质量影响的主次顺序,得出了各工艺参数对表面质量的影响规律,为丝杠和螺母磨削工艺参数的选择提供了依据。另外试验研究了滚道表面质量对滚珠丝杠副摩擦力矩和噪声性能的影响,明确了滚道表面粗糙度和摩擦力矩之间的关系。试验结果表明,提高丝杠滚道表面加工质量能够有效降低滚珠丝杠副摩擦力矩和噪声。