JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13814—2020
滚珠丝杠副 动态预紧转矩测试规范 Ball screws Dynamic preloaded drag torque testing specification
2020-04-16发布
2021-01-01实施 目 次
前言范围 2 规范性引用文件. 3术语和定义、符号.
II
滚珠丝杠副动态预紧转矩测试
4
4.1基本条件 4.2 仪器构成. 4.3 测试方法. 5测试数据处理 5.1 基准动态预紧转矩Tpo 5.2 基准动态预紧转矩公差带. 5.3 实际测量.. 5.4 判定方法 5.5 检测报告 5.6 其他附录A（规范性附录） 滚珠丝杠副动态预紧转矩标准公差等级附录B（资料性附录） 滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告
表A.1 滚珠丝杠副动态预紧转矩标准公差等级表B.1 滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告 前 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国金属切削机床标准化技术委员会（SAC/TC22）归口。 本标准起草单位：山东博特精工股份有限公司、南京工艺装备制造有限公司、陕西汉江机床有限公
司、大连高金数控集团有限公司、国家机床质量监督检验中心、南京理工大学。
本标准主要起草人：王兆坦、杜伟、朱继生、李小春、张柏林、季红丽、李栋、李元斌、王小牧刘建佐、石德福、张维、张云峰、冯虎田、欧屹、祖莉、张余、王云菊。
本标准为首次发布。 滚珠丝杠副动态预紧转矩测试规范
1范围
本标准规定了滚珠丝杠副动态预紧转矩测试的术语和定义、符号、基本条件、仪器构成、测试方法、测试数据处理。
本标准适用于公称直径为Φ16mm~g80mm长度L为300mm~3000mm有轴向预加载荷滚珠丝杠副的符合性试验。测定试验亦可参照执行。
规范性引用文件
25
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件：其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17587.1一2017滚珠丝杠副第1部分：术语和符号 GB/T17587.3一2017滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验
3术语和定义、符号
GB/T17587.1一2017界定的以及下列术语和定义、符号适用于本文件。
3.1
动态预紧转矩dynamicpreloadeddragtorque Tp 有预加载荷的滚珠丝杠副，在无外部载荷作用下，不计密封件的摩擦力矩，使滚珠丝杠与滚珠螺母
相对转动所需的转矩。
［GB/T17587.1-2017，定义2.3.7]
滚珠丝杠副动态预紧转矩测试
4
4.1基本条件 4.1.1样本要求
样本拥有固定编号，应在相同的测试条件下进行测量。 4.1.2清洗
应取出滚珠螺母两端的密封件，对被测样本进行清洗。 4.1.3环境温度
室温。 4.1.5测试转速
测量时滚珠丝杠的旋转速度正、反两个方向均为100r/min；如果采用其他转速，应由用户和制造厂商定。 4.2仪器构成 4.2.1基本构成
由测台基座、测量托架、支承、传感器、电气拖动系统、测量系统等构成，
4.2.2传感器
仪器通常采用测力传感器或转矩传感器：
采用测力传感器时，传感器测量范围应满足滚珠丝杠副的要求，精度等级不低于：最小分辨力 5g，综合精度0.03%F.S；采用转矩传感器时，传感器测量范围应满足滚珠丝杠副的要求，转矩精度≤0.2%F.S，过载能力为150%F.S。
4.2.3 3仪器性能
仪器具有实时显示测量曲线、测量结果自动处理、测试报告打印等功能。仪器性能先进，测量精度高，重复性好。 4.3测试方法 4.3.1安装
将被测样本安装在测量仪上，滚珠丝杠上母线、侧母线与仪器导轨的平行度误差应小于0.02/1000。 对于外循环滚珠丝杠副应将螺母返向器朝上放置 4.3.2连接
被测样本滚珠螺母通过连接机构与测量传感器连接，应确保其连接可靠。
4.3.3辅助支承
对于长径比较大的样本，应选择适合的辅助支承方式及支承数量。
5测试数据处理
5.1基准动态预紧转矩Tpo
有预加载荷的滚珠丝杠副，在没有外加载荷的情况下，滚珠丝杠与滚珠螺母相对连续转动所需力矩（不含螺母两端密封件的摩擦力矩）为基准动态预紧转矩，按公式（1）计算。
FP(l-n)
×10-3
Tpo= 2元m
（1
式中： Tpo—基准动态预紧转矩，单位为牛米（N·m）; Fp——轴向预加载荷，单位为牛（N)； y0.052+4tanp-0.05
(2)
2 /tan g
式中： Φ——导程角，单位为度（°）。
5.2基准动态预紧转矩公差带
根据计算出的基准动态预紧转矩Tpo，结合滚珠丝杠副的精度等级及长径比，按GB/T17587.3一2017 的规定，查出基准动态预紧转矩公差ATpp”确定滚珠丝杠副的基准动态预紧转矩公差带，见本标准表A.1. 5.3实际测量
利用滚珠丝杠副动态预紧转矩测量仪，测得滚珠丝杠副动态预紧转矩最大值与最小值，以此计算平均实际动态预紧转矩Tpa、实际动态预紧转矩偏差△Tpa，确定滚珠丝杠副的实际动态预紧转矩公差带。 5.4判定方法
实际动态预紧转矩测量曲线应在基准动态预紧转矩公差带范围内，并且当正、反向△Ta<△Tpp时，即可判定滚珠丝杠副动态预紧转矩符合要求。 5.5检测报告
滚珠丝杠副的动态预紧转矩测量仪，应能实时显示被测滚珠丝杠副动态预紧转矩的变化曲线，并通过计算机数据处理给出测试报告和测量结果。示意图参见表B.1。 5.6其他 5.6.1在测试过程中，对于转速异常、传感器连接问题、滚珠丝杠副安装问题等原因造成的测量结果不正确，应重新进行测量。 5.6.2滚珠丝杠副动态预紧转矩标准公差等级见表A.1。 5.6.3滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告参见表B.1 附录A （规范性附录）
滚珠丝杠副动态预紧转矩标准公差等级
滚珠丝杠副动态预紧转矩标准公差等级见表A.1。
表A.1 滚珠丝杠副动态预紧转矩标准公差等级
+ EEEE
F.FA YI
十
TA
A A
一
一
X
lu u'n
说明： X行程； Y 动态预紧转矩。
定位或传动滚珠丝杠副
容许偏差
标准公差等级 2 34 5 710
Tpo N·m 01 L/do≤40,Ls≤4 000mm
△Tpp（Tpo的%数）
≥0.2~0.4 30 35 37 40 45 50
25 30 32 35 37 40 - - 20 25 27 30 32 35 40 15 20 22 25 27 30 35 - 10 15 17 20 22 25 30
>0.4~0.6 >0.6~1.0 >1.0~2.5 >2.5~6.3 >6.3~10.0
一
将有预加载荷的滚珠丝杠副（两端无密封件）装在动态预紧转矩测量仪上，检测时滚珠丝杠转动，滚珠螺母移动，检验传感器与滚珠螺母连接测量时滚珠丝杠的旋转速度正、反两个方向均为100r/min
15 17 20 30
-
-
40 Tpo N·m ≥0.2~0.4 >0.4~0.6 >0.6~1.0 >1.0~2.5 >2.5~6.3 >6.3~10.0 Tpo Nom ≤0.6 >0.6~1.0 >1.0~2.5
Tp（Tpo 的%数）
40 40 45 50 55 60 35 35 37 40 42 45 30 30 32 35 37 40 45 25 25 27 30 32 35 40 - 20 20 22 25 27 30 35 -
一
20 22 25 35 - Lu>4 000mm
-
-
-
ATp（Tpo 的%数)
二
一 40 43 45 50 - 35 38 40 45 30 33 35 40
一
- 附录B （资料性附录）
滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告
滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告见表B.1。
表B.1滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告
滚珠丝杠副动态预紧转矩测量报告
依据标准：
仪器名称编号
单位名称规格型号
滚珠丝杠副动态预紧转矩测量仪
滚珠丝杠副动态预紧转矩测量曲线：
实际预紧
实际预紧转矩曲线
W
启动转矩 转矩曲线
(+ATpa) (-ATpa)
(+△ Tpo) (-ATpo)
ymwm
Wy
H
A
启动转矩
（旋转方向）螺母实际移动位移
（旋转方向）螺母实际移动位移
测量参数：
导程Pa 精度等级
主轴转速n 每转采样点数
有效行程L1 实测行程L
滚珠丝杠副动态预紧转矩示值误差与测量结果：
基准预紧转矩公差
基准预紧转矩 Tpo 正向平均实际预紧
允许预紧转矩范围正向实测预紧转矩
ATp 正向实际预紧转矩
范围反向实测预紧转矩
转矩Tpa 反向平均实际预紧
偏差ATpa 反向实际预紧转矩
转矩Tpa 负责人
偏差△Tpa 日期
范围检查人