国内外滚珠丝杠副的发展及研究现状(2)
2 国内研究现状
自1964年我国自行研制出第一套滚珠丝杠副以来，随着产品的应用范围的不断扩大及制造水平逐渐提高，滚珠丝杠副制造技术在经历了起步、发展、成熟阶段之后，现在已经进入了赶超世界先进潮流的阶段[ ]。
我国自20世纪50年代以来，北京机床研究所、南京理工大学、华中科技大学和山东大学等单位对滚珠丝杠副做出了大量的研究工作，这些研究工作对完善滚珠丝杠副测试技术，以及提高国产滚珠丝杠副的精度与性能指标起到非常重要的作用。
国内主要丝杠生产和研究单位，如陕西汉江机床厂、南京工艺装备厂，以及山东济宁博特精密丝杠制造有限公司等在不断探索和研究新产品的同也一直在不断的研究和开发新型的丝杠测试设备。
我国有着许多对于滚珠丝杠各种性能的研究[ , , , , ]，《重载滚珠丝杠副接触应力分析与实验台设计》中提到为了提高重载滚珠丝杠副承载能力：增大滚珠丝杠副中滚珠与滚道接触角、增加滚珠圈数、增大滚珠直径、改进滚珠循环系统，来降低接触应力。《高速滚珠丝杠副综合性能的试验研究》开发出能够对高速滚珠丝杠副综合性能（噪声、加速度、温升、温位移、定位精度等）进行动态测量的测试系统，并在此基础上对高速滚珠丝杠副综合性能进行了测试分析。《精密滚珠丝杠副丝杠滚道磨损异常的原因分析》表明，滚珠与丝杠轴滚道的接触应力高于滚珠与螺母滚道的接触应力，而滚珠与螺母滚道接触面的润滑状态优于滚珠与丝杠轴滚接触面。该研究结果为滚珠丝杠副的合理设计和适当润滑提供了理论依据。《滚珠丝杠滚道误差测量与分析算法研究》文中实验采用非接触式测量方式,通过采集丝杠滚道法向误差数据,实现对丝杠各个滚道参数的测量。该方法可以实现丝杠中径、丝杠外径、螺距、滚道跳动、滚道形状误差的测量与分析,与繁琐的手工测试手段相比,具有采集的数据点多、效率高的优点,得到的测量结果能更好地反映丝杠型面误差。《基于LabV1EW的滚珠丝杠副摩擦力矩试验台设计与数据分析》为了研究滚珠丝杠副摩擦力矩及其影响因素，设计开发了滚珠丝杠副摩擦力矩试验台，建立以虚拟仪器软件LabVIEW为测试平台的集数据采集、分析的测试系统。
南京理工大学与汉江机床有限公司、山东大学和济宁博特联合开发的BTJS-001高速滚珠丝杠测试台能测量丝杠的最大长度为2000mm，直径为20~80mm，实际工作行程小于1800mm，测量时工作移动速度可达 ；可以完成负载状态下的加速度、速度、定位精度以及滚珠杠热伸长的在线实时测量；控制系统采用了日本三菱公司高分辨率的单轴数控系统，上位机软件采用VB6.0编写；各项测量数据经计算机处理后，可以实现硬盘数据存并打印输出规范的检测报告。其组成结构如图1.3所示。
丝杠寿命研究现状
疲劳寿命指，在产生疲劳剥落前行走的距离。关于疲劳寿命，国内学者作了许多研究，《GCrl5轴承钢的接触疲劳寿命影响因素》本文分析了CCrl5轴承钢的接触疲劳寿命，对钢中氮化物、氧化物、硫化物、残余奥氏体对轴承钢接触疲劳寿命的影响进行了研究。丝杠多用CGr15轴承钢制造，说明材料对丝杠的疲劳寿命的影响[ ]。《GCr4与GCr15钢冲击韧性和接触疲劳寿命对比分析》对比分析了GCr4与GCr15钢的冲击韧性和接触疲劳寿命。结果表明，GCr4钢经感应穿透加热+表面淬火处理后，其室温与低温下的冲击韧性优于GCr15钢；不同应力的接触疲劳寿命与GCr15钢相当或略优。从此文了解到，用GCr4钢制造丝杠，可能可以提高丝杆的疲劳寿命，进而说明材料及其热处理对丝杠寿命的影响[ ]。《材料疲劳寿命的影响因素和研究方法》材料的疲劳寿命是机械可靠性设计的基础，也是疲劳性能研究的主要内容。大量的研究结果表明疲劳寿命具有离散性的特点，并且符合一定的统计分布规律，对于丝杠的寿命，也可以通过此方式进行研究[ ]。《载荷形式对疲劳寿命预测方法的影响》用力学分析方法解析了多种载荷条件下试件断面上各点应力分布规律，并根据这个分布规律由现有的大量旋转弯曲疲劳寿命实验数据推算同样材料的其他载荷形式下的疲劳寿命[ ]。《影响钢丝疲劳寿命的因素及提高疲劳寿命的技术措施》分析了影响钢丝疲劳寿命的主要因素,钢丝用盘条的质量,钢丝的拉拨工艺,钢丝热处理技术工艺,钢丝超细化处理,钢丝快速加热技术及形变热处理技术,都对钢丝的使用寿命有着重要的影响,结合工厂生产实际情况,分析影响钢丝疲劳寿命的主要因素并提出相应的技术措施。丝杆寿命影响因素与之类似[ ]。《疲劳载荷下强度衰减的数学模型》提出评价结构强度衰减过程的经验模型—强度衰减模型。该模型提供一种新的测定材料和结构应力(载荷)—寿命曲线的简易方法[ ]。《结构疲劳寿命稳健性优化设计》由于材料特性、构件的几何特性、载荷历程和环境条件等随机因素的影响，造成结构的疲劳寿命往往偏离结构的设计寿命。为了减少疲劳寿命的分散性，建立一种结构疲劳寿命稳健性优化模型[ ]。《安装误差对轴疲劳寿命的影响》本文研究了安装误差对单个轴疲劳寿命的影响，有助于此次实验中对疲劳寿命的分析[ ]。《滚动与滑动耦合作用下GCr15钢的磨损行为研究》研究表明,在滚动与滑动耦合作用下GCr15钢的磨损以滑动摩擦磨损为主,温度和润滑条件直接决定着GCr15钢的磨损状况[ ]。从整个试验过程来看,干摩擦的磨损程度明显剧烈于油润滑时的磨损。说明此次实验台的设计中，使用合适的润滑，可以减少磨损，增强寿命。
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