李奇奇，周 严

(南京理工大学机械工程学院，南京 210094)

0 引言

滚珠丝杠副作为一种精密的传动部件，具有传动效率高和灵敏度高等优点，被广泛运用于精密机械、医疗等产业[1-2]。当滚珠丝杠副发生故障时，将导致滚珠丝杠副精度降低，从而使得加工的产品的精度降低，严重时将会损坏整个传动装置，造成巨大的经济损失和安全隐患[3]。因此，对滚珠丝杠副运转过程中的性能实时监测是不可或缺的[4]。

康献明等[5]在加工时通常会设置一定预紧力从而消除丝杠与螺母之间的轴向间隙并提高滚珠丝杠副的刚性，但是在实际运转过程中，滚珠与滚道之间会发生碰撞磨损，从而导致滚珠丝杠副预紧力和刚度的下降[6]。因此我们可通过实验探究随着滚珠丝杠副的预紧力的衰退，摩擦阻力的变化情况。丁胜鹏等人通过实验表明随着滚珠丝杠副预紧力的增大，振动信号的峰值频率和振幅也随之增大[7]。王志荣等提出了一种将EMD和MSE相结合的振动信号处理方法以进行预紧力丧失的故障诊断[8]。周长光通过实验表明在初始预紧力丧失28%之前对预紧力进行修正可以达到提升滚珠丝杠副性能的目的[9]。

由此可见，目前对于滚珠丝杠副在运转过程中的预紧力状态监测尚未完善。本文通过开展滚珠丝杠副预紧力状态监测试验，分析不同预紧力状态的振动信号，采用小波包对振动信号进行分解重构，提取时域与频域特征向量构建特征集，将特征集作为支持向量机分类模型的输入，识别出当前滚珠丝杠副预紧力的状态。……