基于固有頻率的絲杠預緊力衰退檢測技術研究

謝經倫，顧祎程，馮虎田，周長光，張向東，顧 頔

(南京理工大學機械工程學院，南京 210094)

0 引言

滾珠絲杠副進給系統目前多被應用于機床行業，而滾珠絲杠作為滾珠絲杠副進給系統的核心部件，其性能質量直接決定了進給系統定位精度、承載能力的高低，目前行業提升絲杠性能的主要方式為對絲杠施加預緊力，因此預緊力可認為是滾珠絲杠副最重要的參數指標之一[1-3]。目前對滾珠絲杠預緊力進行檢測的方法多需將絲杠從工作環境中脫離并搭架于試驗臺上，這不僅大大提高了檢測成本，頻繁的拆裝也會降低進給系統整體剛度。因此實現一種對進給系統中滾珠絲杠副預緊力的快速簡便檢測方法是有必要的。

目前，針對滾珠絲杠預緊力方面的研究有很多。VERL等[4]研究了絲杠轉速與絲杠預緊力間的關系，發現轉速升高會使絲杠預緊力值增加。FENG等[5]研究了不同絲杠預緊力下的進給系統固有頻率變化情況，發現隨著預緊力的提高，進給系統固有頻率會隨之增加。ZHOU等[6]通過設計的預緊力可調滾珠絲杠，實現了對不同預緊力下滾珠絲杠副的振動信號的測量，并進一步的研究了振動信號與預緊力之間的關系。王志榮等[7]研究了絲杠不同預緊力對運行溫升的影響，對絲杠實際使用的溫度補償具有重要意義。ZHANG等[8]建立了三種不同狀態下的絲杠預緊力退化模型并通過跑和磨損試驗進行了驗證。ZHANG等[9]提出了一種新的預緊力計算公式并設計了新型的阻力矩測量系統，實現了對預緊力更高精度的測量，然而對絲杠阻力矩的測量需要將絲杠置于專用的測量試驗臺。……