.初始預(yù)緊螺栓，17、絲杠。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，用于調(diào)節(jié)雙螺母滾珠絲杠副(絲杠17上連接有A螺母3和B螺母13)在作業(yè)時(shí)預(yù)緊力的變化，采用超磁致伸縮筒體的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。該裝置主要包括預(yù)緊器和驅(qū)動(dòng)電源。
[0022]預(yù)緊器主要包括超磁致伸縮筒體2、激勵(lì)線圈10和初始預(yù)緊螺栓16。超磁致伸縮筒體2呈管狀，采用超磁致伸縮材料制成。超磁致伸縮筒體2安裝在外套筒15和內(nèi)套筒I之間，內(nèi)套筒I套裝在雙螺母滾珠絲杠副的絲杠17上且位于A螺母3和B螺母13之間。超磁致伸縮筒體2與一個(gè)螺母(A螺母3或B螺母13)之間設(shè)置有力傳感器4，采用壓電式力傳感器，用于及時(shí)獲取預(yù)緊力的大小。這樣在A螺母3和B螺母13之間就設(shè)置了超磁致伸縮筒體2。激勵(lì)線圈10纏繞在線圈架7上，線圈架7設(shè)置在A螺母3和B螺母13之間，且套裝在外套筒15上。在線圈架7、外套筒15和內(nèi)套筒I的兩側(cè)分別設(shè)置有A端蓋5和B端蓋14。激勵(lì)線圈10的外側(cè)設(shè)置有線圈套筒9。激勵(lì)線圈10所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)超磁致伸縮筒體2伸長(zhǎng)或縮短。根據(jù)力傳感器4實(shí)時(shí)獲取的預(yù)緊力的大小，調(diào)節(jié)激勵(lì)線圈10的電流大小，進(jìn)而由激勵(lì)線圈10所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)超磁致伸縮筒體2伸長(zhǎng)或縮短，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)。初始預(yù)緊螺栓16連接在B螺母13上，用于調(diào)節(jié)絲杠與螺母之間的初始預(yù)緊力，初始預(yù)緊力一般取負(fù)載的三分之一左右。雙螺母滾珠絲杠副的兩個(gè)絲杠螺母(A螺母3和B螺母13)之間連接有螺柱6，用于防止兩個(gè)絲杠螺母發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。螺柱6的兩端無(wú)螺紋，通過(guò)在螺柱6上連接螺母8，防止螺柱6竄動(dòng)。
[0023]由于激勵(lì)線圈10在工作過(guò)程中通電流，線圈的電阻消耗的能量轉(zhuǎn)化為熱量，使導(dǎo)線溫度升高，超磁致伸縮筒體2的性能會(huì)受到熱的影響，而且A螺母3、B螺母13甚至絲杠本身都會(huì)受到熱影響而發(fā)生熱變形。因此，在線圈架7與外套筒15之間設(shè)置有絕熱層12，同時(shí)在線圈架7上設(shè)置螺旋氣道11，采用氣動(dòng)冷卻方法散熱。以此降低激勵(lì)線圈10產(chǎn)生的熱量對(duì)整個(gè)裝置的影響，提高滾珠絲杠預(yù)緊的精度。
[0024]如圖2所示，驅(qū)動(dòng)電源包括微處理器、DA轉(zhuǎn)換器(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、可控恒流源和AD轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，微處理器、DA轉(zhuǎn)換器與可控恒流源依次連接，可控恒流源與激勵(lì)線圈10連接，同時(shí)微處理器通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器與力傳感器4連接。通過(guò)微處理器控制激勵(lì)線圈10的電流，微處理器通過(guò)DA轉(zhuǎn)換器控制可控恒流源輸出到激勵(lì)線圈10的電流，從而改變驅(qū)動(dòng)超磁致伸縮筒體2的磁場(chǎng)大小，進(jìn)而控制預(yù)緊力的輸出。通過(guò)力傳感器4將施加在A螺母3和B螺母13之間的力的值經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給微處理器?？煽睾懔髟礊楝F(xiàn)有技術(shù)，可以采用現(xiàn)有的電路。
[0025]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制的過(guò)程如下所述:
[0026]由于滾珠絲杠副加速啟停，或外加負(fù)載使得絲杠螺母之間通過(guò)初始預(yù)緊螺栓16施加的初始預(yù)緊力大小發(fā)生變化，為了適應(yīng)這一變化，預(yù)緊力的大小需要自動(dòng)調(diào)整。啟動(dòng)作業(yè)后，由力傳感器4實(shí)時(shí)測(cè)量絲杠螺母之間預(yù)緊力的大小，并將該力值傳送給微處理器，微處理器將該值與儲(chǔ)存的設(shè)定預(yù)緊力比較，若與設(shè)定預(yù)緊力要求有偏差，則通過(guò)微處理器調(diào)節(jié)激勵(lì)線圈10的電流大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)超磁致伸縮筒體2的磁場(chǎng)大小，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)的變化又使得超磁致伸縮筒體2產(chǎn)生伸長(zhǎng)或縮短，從而對(duì)預(yù)緊力偏差進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的調(diào)控。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，包括預(yù)緊器和驅(qū)動(dòng)電源，其特征是: 預(yù)緊器，包括超磁致伸縮筒體、激勵(lì)線圈、初始預(yù)緊螺栓和力傳感器；超磁致伸縮筒體套裝在雙螺母滾珠絲杠副的絲杠上并處于雙螺母滾珠絲杠副的兩個(gè)螺母之間，超磁致伸縮筒體與一個(gè)螺母之間設(shè)置有力傳感器，在一個(gè)螺母上設(shè)置初始預(yù)緊螺栓；激勵(lì)線圈通過(guò)線圈架置于超磁致伸縮筒體的外部，雙螺母滾珠絲杠副的兩個(gè)螺母之間連接有防止兩個(gè)絲杠螺母發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的螺柱；激勵(lì)線圈與驅(qū)動(dòng)電源中的可控恒流源連接； 驅(qū)動(dòng)電源，包括微處理器、DA轉(zhuǎn)換器、可控恒流源和AD轉(zhuǎn)換器，微處理器分別與DA轉(zhuǎn)換器和AD轉(zhuǎn)換器連接，DA轉(zhuǎn)換器與可控恒流源連接，可控恒流源與激勵(lì)線圈連接，AD轉(zhuǎn)換器與力傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，其特征是，所述初始預(yù)緊螺栓用于調(diào)節(jié)雙螺母滾珠絲杠副的初始預(yù)緊力，該預(yù)緊力的大小限定在絲杠所受負(fù)載的三分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，其特征是，所述激勵(lì)線圈的外側(cè)設(shè)置有線圈套筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，其特征是:所述線圈架與超磁致伸縮筒體之間設(shè)有絕熱層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，其特征是:所述線圈架上設(shè)置螺旋氣道。
【專利摘要】一種雙螺母滾珠絲杠副自動(dòng)預(yù)緊裝置，包括超磁致伸縮筒體、激勵(lì)線圈、初始預(yù)緊螺栓和力傳感器；超磁致伸縮筒體套裝在雙螺母滾珠絲杠副的絲杠上并處于兩個(gè)螺母之間，超磁致伸縮筒體與個(gè)螺母之間設(shè)置有力傳感器，在個(gè)螺母上設(shè)置初始預(yù)緊螺栓；激勵(lì)線圈通過(guò)線圈架置于超磁致伸縮筒體的外部，雙螺母滾珠絲杠副的兩個(gè)螺母之間連接有防止兩個(gè)絲杠螺母發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的螺柱；激勵(lì)線圈與驅(qū)動(dòng)電源中的可控恒流源連接；驅(qū)動(dòng)電源包括微處理器、DA轉(zhuǎn)換器、可控恒流源和AD轉(zhuǎn)換器，微處理器分別與DA轉(zhuǎn)換器和AD轉(zhuǎn)換器連接，DA轉(zhuǎn)換器與可控恒流源連接，可控恒流源與激勵(lì)線圈連接，AD轉(zhuǎn)換器與力傳感器連接。該裝置安全可靠，實(shí)現(xiàn)了滾珠絲杠自動(dòng)預(yù)緊。
【IPC分類】F16H25-22, F16H57-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104565253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510050161
【發(fā)明人】林明星, 王慶東, 鞠曉君, 張勝
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日