一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失監(jiān)測方法，更具體地說，涉及一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滾珠絲杠副因具有低耗能、尚精度與尚承載等特點，已成為應(yīng)用最廣泛的定位和傳動的滾動功能部件之一。近十年來，我國機床工具行業(yè)快速發(fā)展，但國產(chǎn)滾動功能部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展卻沒有跟上主機發(fā)展的步伐，被看作是我國機床工具行業(yè)的“短板”。對于精密高速滾珠絲杠副而言，高速運行下國產(chǎn)滾珠絲杠副的精度保持性差、污染環(huán)境的噪聲和使用壽命低等問題一直未被有效解決，導(dǎo)致高速、高精及低噪聲系列產(chǎn)品與國外知名企業(yè)的產(chǎn)品有明顯差距，成為制約國產(chǎn)中高檔數(shù)控機床發(fā)展的瓶頸。預(yù)緊力損失直接影響了滾珠絲杠副的工作穩(wěn)定性和定位精度，特別是長時間運行后，磨損量的不斷增多會導(dǎo)致滾珠絲杠副預(yù)緊力損失程度越來越嚴重，從而加快損壞滾珠絲杠副。滾珠絲杠副預(yù)緊力損失的實時監(jiān)測將為其剩余有效壽命的預(yù)測奠定基礎(chǔ)，因此，實現(xiàn)滾珠絲杠副預(yù)緊力損失的實時監(jiān)測具有重要意義。
[0003]目前，國內(nèi)外已有少量針對滾珠絲杠副預(yù)緊力測量的裝置，但這些測量裝置都需要改變滾珠絲杠副原有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滾珠絲杠副產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變使得這些預(yù)緊力測量技術(shù)很難直接應(yīng)用于工程實際中。因此，工程實際中只能通過振動、溫度等數(shù)據(jù)對滾珠絲杠副預(yù)緊力損失進行二次效應(yīng)的監(jiān)測，而不能實現(xiàn)直接監(jiān)測。
[0004]滾珠絲杠副中滾珠與滾道兩接觸表面的運動過程中，將發(fā)生一系列物理、化學(xué)和力學(xué)等方面的變化，如材料轉(zhuǎn)移、電子發(fā)射、雙電層、產(chǎn)生磨粒等，這些現(xiàn)象都將導(dǎo)致預(yù)緊力損失區(qū)域產(chǎn)生靜電。在滾珠絲杠副中滾珠與滾道的預(yù)緊力損失區(qū)域會因接觸帶電、摩擦帶電、摩擦發(fā)射及磨粒荷電等原因產(chǎn)生電荷，伴隨著預(yù)緊力損失程度不斷加重，電荷強度會相應(yīng)增大，因此，可以通過實時監(jiān)測預(yù)緊力損失區(qū)域電量大小來反映預(yù)緊力損失程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有針對滾珠絲杠副預(yù)緊力的不能實現(xiàn)直接監(jiān)測的不足，提供了一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，操作簡單，實施方便，可實時監(jiān)測滾珠絲桿副預(yù)緊力損失情況。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其步驟為:
[0010](I)滾珠絲桿副實驗臺包括工作臺，在工作臺上設(shè)置直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌上滑動連接有導(dǎo)軌滑座，導(dǎo)軌滑座上固定安裝有螺母座，螺母座通過螺母套與滾珠螺母相連；滾珠螺母的中心插接有絲桿，絲桿與滾珠螺母滾動連接；絲桿的一端穿過設(shè)置在工作臺上的軸承支座二后通過聯(lián)軸器與電機相連，絲桿的另一端穿接在設(shè)置在工作臺上的軸承支座一；
[0011](2)在螺母座的上表面固定安裝有H形支撐架，H形支撐架的橫梁上固定安裝有設(shè)置有靜電傳感器的靜電傳感器固定座，靜電傳感器豎直設(shè)置，靜電傳感器的固定端固定安裝在靜電傳感器固定座上，靜電傳感器的感應(yīng)端穿過螺母座、螺母套后與滾珠螺母的外表面接觸；
[0012](3)采集設(shè)備與靜電傳感器相連，通過對采集設(shè)備靜電傳感器進行調(diào)試，直到靜電傳感器達到最佳狀態(tài)即以便確保數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)相差最小；
[0013](4)控制滾珠絲桿實驗臺運動，采用等時間間隔的監(jiān)測方式，采集靜電傳感器測得的靜電數(shù)據(jù)，通過觀察有效值、峰值因子和峭度來判斷滾珠絲杠副預(yù)緊力損失是否失效或都即將失效；
[0014](5)對滾珠絲桿副整個預(yù)緊力損失過程中靜電傳感器測得的靜電數(shù)據(jù)進行處理，獲取其時域、頻域和混沌特征指標，并對時域、頻域和混沌特征指標所組成的混合域特征集進行非線性維數(shù)約簡；
[0015](6)基于SVM支持向量機模型，根據(jù)步驟(5)中非線性維數(shù)約簡后的數(shù)據(jù)建立建立滾珠絲桿副預(yù)緊力損失評估模型，實現(xiàn)對滾珠絲桿副預(yù)緊力損失的實時監(jiān)測。
[0016]更進一步地，所述的步驟(2)中靜電傳感器固定座設(shè)置有兩個，每個靜電傳感器固定座上安裝有一個靜電傳感器。
[0017]更進一步地，所述的步驟(2)中H形支撐架包括相對設(shè)置的兩個支撐桿和設(shè)置在兩個支撐桿之間的橫梁，所述的橫梁的兩端與支撐桿之間均通過螺栓和螺母緊固連接，且支撐桿上開設(shè)的螺栓孔為滑槽。
[0018]3.有益效果
[0019]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0020](I)本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其在螺母座的上表面固定安裝有H形支撐架，H形支撐架的橫梁上固定安裝有設(shè)置有靜電傳感器的靜電傳感器固定座，靜電傳感器豎直設(shè)置，靜電傳感器的固定端固定安裝在靜電傳感器固定座上，靜電傳感器的感應(yīng)端穿過螺母座、螺母套后與滾珠螺母的外表面接觸，安裝方便，不需要改變滾珠絲桿副原有的結(jié)構(gòu)，不會對滾珠絲桿副產(chǎn)生任何影響，對于滾珠絲桿副所引起的振動具有較好的抗干擾能力；
[0021](2)本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其采用等時間間隔的監(jiān)測方式，采集靜電傳感器測得的靜電數(shù)據(jù)，通過觀察有效值、峰值因子和峭度來判斷滾珠絲杠副預(yù)緊力損失是否失效或都即將失效，對于滾珠絲杠副預(yù)緊力損失進行直接監(jiān)測，而不像對振動、溫度等是對滾珠絲杠副預(yù)緊力損失的二次效應(yīng)的監(jiān)測，相比常規(guī)的振動和溫度測量等監(jiān)測技術(shù)，能夠更早及準確反映滾珠絲杠副預(yù)緊力損失的發(fā)生和發(fā)展；
[0022](3)本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其綜合靜電傳感器測得的靜電數(shù)據(jù)的多種特征參數(shù)，融合成針對滾珠絲桿副預(yù)緊力損失程度反應(yīng)的指標，可以準確地掌握滾珠絲桿副預(yù)緊力損失狀態(tài)，有針對性地制定維護模式，避免了使用單一的性能特征難以全面有效地反映預(yù)緊力損失本質(zhì)規(guī)律的問題；
[0023](4)本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其可以對滾珠絲杠副預(yù)緊力損失程度進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)滾珠絲桿副預(yù)緊力損失的實時調(diào)整，從而構(gòu)建滾珠絲桿副預(yù)緊力主動維護模式，避免避免定位精度、工作穩(wěn)定性、振動與噪聲隨著預(yù)緊力損失程度的加重而逐漸惡化，縮短滾珠絲杠副停機維護時間，延長滾珠絲杠副使用壽命。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法中步驟I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法中步驟2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為發(fā)明的一種滾珠絲桿副預(yù)緊力損失可實時監(jiān)測的方法中步驟2的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0027]示意圖中的標號說明:1、軸承支座一 ；2、直線導(dǎo)軌；3、導(dǎo)軌滑座；4、絲桿；5、軸承支座二 ；6、聯(lián)軸器；7、電機；8、滾珠螺母；9、螺母套；10、螺母座；11、支撐桿；110、滑槽；12、橫梁；13、靜電傳感器；14、靜電傳感器固定座；15、工