滚动直线导轨副用钳制器试验台设计及试验研究

摘要

本课题以国家科技重大专项“高性能直线导轨副阻尼器、钳制器、自润滑器的研发与产业化(2013ZX04008031)”为背景，对滚动直线导轨副用钳制器可靠性进行试验研究，研究基本工作原理，设计相应的试验装置，进行可靠性试验，并提出科学的可靠性评价体系。
　　首先明确了滚动直线导轨副用钳制器的基本工作原理，对影响钳制器性能的关键因素进行了理论分析和计算，设计了一款空压常开型钳制器，并对钳制器的主要性能参数进行了定义和分析。
　　根据钳制器的性能指标和试验需求，确定了滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验台的性能指标和测量参数，明确了钳制器进行可靠性试验的具体内容，针对每项试验内容提出了具体的试验方案，并根据实际工况，确定了钳制器可靠性试验台的整体设计方案。
　　对滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验台进行了详细的结构设计，包括总体结构、核心系统及辅助系统等。根据试验台需求，对钳制器可靠性试验台的测控系统进行了搭建，包括硬件系统和软件系统，明确了测控系统的硬件选型和结构，并利用C++软件编写了滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验软件系统，介绍了试验系统软件的使用方法。
　　根据钳制器的主要性能指标及工作原理，明确了钳制器进行可靠性试验时的失效判定标准和故障模式，提出了钳制器进行可靠性试验的具体试验方案，并对试验流程、试验条件、样件和试验台的检查以及注意事项等进行了介绍。
　　对钳制器的钳制力失效判定标准进行了试验验证，并对空压常开型钳制器进行了可靠性试验，根据试验数据和结果，从材料和结构两方面对钳制器的失效机理进行了研究，提出了相应的优化改进措施，并对优化改进后的钳制器进行了可靠性试验。根据钳制器的特点，提出了钳制器在有无故障产生两种模式下的可靠性评估方法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 滚动直线导轨副用钳制器可靠性研究现状

1．2．1 滚动直线导轨副用钳制器研究现状

1．2．2 滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验装置研究现状

1．2．3 滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验及评估方法研究现状

1．3 课题意义及主要研究内容

1．3．1 课题背景及意义

1．3．2 课题主要研究内容

1．4 本章小结

2 滚动直线导轨副用钳制器工作原理分析及结构设计

2．1 钳制器工作原理分析

2．1．1 整体工作原理分析

2．1．2 钳制力分析

2．1．3 反应时间及刹车距离分析

2．1．4 摩擦块行程分析

2．2 钳制器结构设计

2．2．1 整体结构设计

2．2．2 主体设计

2．2．3 楔形块设计

2．2．4 活塞设计

2．2．5 弹簧设计

2．2．6 倾斜挤压块设计

2．3 钳制器主要性能参数分析

2．4 本章小结

3 滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验台方案设计

3．1 试验台性能指标及主要测量参数

3．1．1 试验台性能指标

3．2 试验内容及方案设计

3．2．1 基本动作可靠性试验方案

3．2．2 钳制力可靠性试验方案

3．2．3 反应时间可靠性试验方案

3．2．4 刹车距离可靠性试验方案

3．3 试验台总体方案设计

3．4 本章小结

4 滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验台结构设计

4．1 试验台总体结构设计

4．2 核心系统设计

4．2．1 床身部件设计

4．2．2 测试组件设计

4．2．3 加载系统设计

4．3 辅助系统设计

4．3．1 起重系统设计

4．3．2 收紧系统设计

4．3．3 滑轮组件及其它附件的设计与选型

4．3．4 缓冲系统设计

4．3．5 气动系统设计

4．4 本章小结

5 滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验台测控系统设计

5．1 测控系统硬件设计

5．1．1 起重控制模块设计

5．1．2 加载控制模块设计

5．1．3 气动控制模块设计

5．1．4 数据采集模块设计

5．2 测控系统硬件结构

5．2．1 硬件结构总体介绍

5．2．2 上位机的构成介绍

5．2．3 控制模块的搭建

5．2．4 测试模块的搭建

5．3 测控系统软件设计

5．3．1 试验准备模块设计

5．3．2 钳制力可靠性试验模块设计

5．3．3 刹车距离可靠性试验模块设计

5．3．4 调试模块设计

5．3．5 其它模块设计

5．3．6 试验台软件使用说明

5．4 本章小结

6 滚动直线导轨副用钳制器可靠性试验及评估

6．1 试验原理与试验条件

6．1．1 失效判定标准

6．1．2 试验方案设计

6．1．3 试验条件

6．1．4 试验检查与样品安装

6．1．5 试验注意事项

6．2 空压常开型钳制器可靠性试验及分析

6．2．1 钳制力失效模式验证试验

6．2．2 钳制器可靠性试验及数据分析

6．2．3 钳制器失效机理研究

6．2．4 优化改进后的钳制器可靠性试验

6．3 钳制器可靠性评估方法

6．3．1 无故障模式下的可靠性评估方法

6．3．2 有故障模式下的可靠性评估方法

6．4 本章小结

7 总结与展望

7．1 论文主要研究成果

7．2 不足与展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表或录用的论文及申请的专利