一種滾珠絲桿副預緊力損失可實時監(jiān)測的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滾珠絲桿副預緊力損失監(jiān)測方法，更具體地說，涉及一種滾珠絲桿副預緊力損失可實時監(jiān)測的方法。
【背景技術】
[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，但國產滾動功能部件產業(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，導致高速、高精及低噪聲系列產品與國外知名企業(yè)的產品有明顯差距，成為制約國產中高檔數(shù)控機床發(fā)展的瓶頸。預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致滾珠絲杠副預緊力損失程度越來越嚴重，從而加快損壞滾珠絲杠副。滾珠絲杠副預緊力損失的實時監(jiān)測將為其剩余有效壽命的預測奠定基礎，因此，實現(xiàn)滾珠絲杠副預緊力損失的實時監(jiān)測具有重要意義。
[0003]目前，國內外已有少量針對滾珠絲杠副預緊力測量的裝置，但這些測量裝置都需要改變滾珠絲杠副原有產品結構，滾珠絲杠副產品結構的改變使得這些預緊力測量技術很難直接應用于工程實際中。因此，工程實際中只能通過振動、溫度等數(shù)據對滾珠絲杠副預緊力損失進行二次效應的監(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、化學和力學等方面的變化，如材料轉移、電子發(fā)射、雙電層、產生磨粒等，這些現(xiàn)象都將導致預緊力損失區(qū)域產生靜電。在滾珠絲杠副中滾珠與滾道的預緊力損失區(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生電荷，伴隨著預緊力損失程度不斷加重，電荷強度會相應增大，因此，可以通過實時監(jiān)測預緊力損失區(qū)域電量大小來反映預緊力損失程度。

【發(fā)明內容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術問題
[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緊力損失可實時監(jiān)測的方法，采用本發(fā)明的技術方案，操作簡單，實施方便，可實時監(jiān)測滾珠絲桿副預緊力損失情況。
[0007]2.技術方案
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為:
[0009]本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其步驟為:
[0010](I)滾珠絲桿副實驗臺包括工作臺，在工作臺上設置直線導軌，直線導軌上滑動連接有導軌滑座，導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置有靜電傳感器的靜電傳感器固定座，靜電傳感器豎直設置，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)采集設備與靜電傳感器相連，通過對采集設備靜電傳感器進行調試，直到靜電傳感器達到最佳狀態(tài)即以便確保數(shù)據采集設備采集到的數(shù)據與真實數(shù)據相差最??；
[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，通過觀察有效值、峰值因子和峭度來判斷滾珠絲杠副預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緊力損失過程中靜電傳感器測得的靜電數(shù)據進行處理，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，根據步驟(5)中非線性維數(shù)約簡后的數(shù)據建立建立滾珠絲桿副預緊力損失評估模型，實現(xiàn)對滾珠絲桿副預緊力損失的實時監(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置的兩個支撐桿和設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)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，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置有靜電傳感器的靜電傳感器固定座，靜電傳感器豎直設置，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構，不會對滾珠絲桿副產生任何影響，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，通過觀察有效值、峰值因子和峭度來判斷滾珠絲杠副預緊力損失是否失效或都即將失效，對于滾珠絲杠副預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緊力損失的二次效應的監(jiān)測，相比常規(guī)的振動和溫度測量等監(jiān)測技術，能夠更早及準確反映滾珠絲杠副預緊力損失的發(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)據的多種特征參數(shù)，融合成針對滾珠絲桿副預緊力損失程度反應的指標，可以準確地掌握滾珠絲桿副預緊力損失狀態(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緊力損失本質規(guī)律的問題；
[0023](4)本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預緊力損失可實時監(jiān)測的方法，其可以對滾珠絲杠副預緊力損失程度進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)滾珠絲桿副預緊力損失的實時調整，從而構建滾珠絲桿副預緊力主動維護模式，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緊力損失可實時監(jiān)測的方法中步驟I的結構示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的一種滾珠絲桿副預緊力損失可實時監(jiān)測的方法中步驟2的結構示意圖；
[0026]圖3為發(fā)明的一種滾珠絲桿副預緊力損失可實時監(jiān)測的方法中步驟2的結構剖視圖。
[0027]示意圖中的標號說明:1、軸承支座一 ；2、直線導軌；3、導軌滑座；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