滾珠絲杠傳動系統(tǒng)主要包括滾珠絲杠、螺母、滾珠、換向器、密封件等部件。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的典型損傷失效模式一般分為表面損傷、嚴(yán)重變形和斷裂失效三種。

表面損傷失效是指機械設(shè)備由于機械零件的表面損傷而不能正常工作或失去精度的現(xiàn)象。主要包括：接觸疲勞失效、磨損失效和腐蝕失效。接觸疲勞失效是指零件在滾動或滾滑復(fù)合運動時，由于交變接觸載荷作用，使表面材料疲勞斷裂形成點蝕或剝落的現(xiàn)象。具體來說，在螺母的工作面、絲杠和滾珠的滾道上發(fā)生點蝕，材料剝落。

試驗對象

數(shù)控機床的滾珠絲杠傳動系統(tǒng)

采集信號

主要包含振動加速度信號、電流信號以及扭矩信號。

功能

該試驗臺旨在研究絲杠軸與絲杠副在不同工況負(fù)載條件下的故障診斷，同時，也進行軸承的故障診斷。

實驗可完成情況一覽：

表1 工況描述

轉(zhuǎn)速 配重/負(fù)載

工況1 500r/min 工況2 1000r/min 平臺負(fù)載50kg重物

工況3 1200r/min 平臺負(fù)載75kg重物

工況4 1350r/min 平臺負(fù)載100kg重物

工況5 1500r/min 平臺負(fù)載150kg重物

在上述不同工況負(fù)載條件下，我們將深入研究絲杠軸與絲杠副的故障診斷，涵蓋六種故障類型：健康狀態(tài)、絲杠副滾珠磨損、絲杠副滾道磨損、絲杠軸不對中、絲杠軸彎曲以及絲杠軸破裂。每種故障類型的詳細描述見下表：

表2 絲杠-絲杠副故障類型描述

故障類型 圖片描述 備注

健康狀態(tài) ------（此處可添加健康狀態(tài)下的圖片或描述） 健康數(shù)據(jù)參考

絲杠副滾珠磨損 （此處可添加絲杠副滾珠磨損的圖片或描述） 詳細描述絲杠副滾珠磨損的狀態(tài)和特征

絲杠副內(nèi)部滾珠磨損與滾道磨損分析

在絲杠與絲杠副的摩擦過程中，由于長時間的使用或不當(dāng)?shù)牟僮鳎瑵L珠可能會出現(xiàn)磨損。這種磨損不僅會影響絲杠副的正常運行，還可能導(dǎo)致整個機械系統(tǒng)的性能下降。同時，滾道的磨損也是一個不可忽視的問題。滾道是滾珠運行的軌道，其磨損程度直接影響著絲杠副的使用壽命和精度。因此，對絲杠副內(nèi)部滾珠的磨損以及滾道的磨損進行深入的分析和研究，對于保障機械系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要意義。

絲杠副內(nèi)部滾道磨損的原因之一是絲杠軸的不對中。這種不對中可能是由于安裝誤差、基礎(chǔ)不均勻沉降或長時間使用導(dǎo)致的絲杠軸彎曲等原因造成的。一旦絲杠軸出現(xiàn)不對中，滾道所承受的載荷將不均勻，從而導(dǎo)致磨損加劇，甚至可能引發(fā)其他故障。因此，在絲杠副的使用過程中，需要密切關(guān)注絲杠軸的狀態(tài)，確保其始終保持正確的對中狀態(tài)。

絲杠軸發(fā)生不對中，即出現(xiàn)向某一方向的偏移，這可能是由于絲杠軸的彎曲所導(dǎo)致。這種彎曲可能是由于安裝時的誤差、基礎(chǔ)的不均勻沉降，或是長期使用過程中的磨損所造成。一旦絲杠軸出現(xiàn)不對中，其內(nèi)部的滾道所承受的載荷將不再均勻，進而導(dǎo)致磨損加劇，甚至可能引發(fā)其他更為嚴(yán)重的故障。因此，在絲杠副的使用過程中，必須時刻關(guān)注絲杠軸的狀態(tài)，采取措施確保其始終保持正確的對中，從而避免不必要的損壞和故障。

絲杠軸的彎曲現(xiàn)象

絲杠軸的破裂情況

絲杠軸的裂痕現(xiàn)象

在各種工況負(fù)載條件下，軸承的故障診斷顯得尤為重要。軸承可能出現(xiàn)的故障類型主要有三種：內(nèi)圈故障、外圈故障以及滾動體故障。這些故障的加工方式也有所不同，例如，內(nèi)圈和外圈故障通常采用線切割加工，而滾動體故障則采用電火花打點加工。接下來，我們將詳細描述每種故障類型的特征和表現(xiàn)，以幫助讀者更好地理解和應(yīng)對這些問題。

內(nèi)圈線切割加工與外圈故障

在軸承的故障診斷中，內(nèi)圈線切割加工和外圈故障是兩種常見的現(xiàn)象。內(nèi)圈線切割加工通常用于修復(fù)內(nèi)圈的裂痕或損傷，而外圈故障則可能表現(xiàn)為磨損、裂紋或剝落等。這些故障不僅會影響軸承的正常運行，還可能導(dǎo)致整個機器的失效。因此，及時發(fā)現(xiàn)并處理這些故障顯得尤為重要。

外圈線切割加工與滾動體故障

在軸承的維護與故障診斷過程中，除了內(nèi)圈線切割加工和外圈故障外，還可能遇到另一種情況——外圈線切割加工與滾動體故障。外圈線切割加工旨在修復(fù)外圈的損傷，而滾動體故障則可能涉及滾動體的磨損、破裂或脫落等。這些故障同樣需要引起重視，因為它們都會對軸承的性能和使用壽命產(chǎn)生不良影響。

滾動體電火花打點加工

在軸承的維護與故障診斷中，除了上述提到的外圈線切割加工與滾動體故障外，還有一種技術(shù)——滾動體電火花打點加工，也值得關(guān)注。這項技術(shù)利用電火花放電原理，在滾動體表面形成微小的凹坑或凸起，以達到修復(fù)或強化滾動體的目的。然而，需要注意的是，這項技術(shù)目前并不開源，因此，如果有相關(guān)需求或問題，建議通過郵件聯(lián)系我們進行深入探討。

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