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저자정보
Tung Lam Nguyen (한국기계연구원) Seung-Kook Ro (과학기술연합대학원대학교) Chang Kyu Song (한국기계연구원) Jong-Kweon Park (한국기계연구원)
저널정보
Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.35 No.2
발행연도
2018.2
수록면
135 - 143 (9page)
DOI
10.7736/KSPE.2018.35.2.135

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This paper investigates the relationship between the preload level of a ball screw drive and the detected natural frequency of the system in an axial direction. A dynamic model to study the preload variation of the system is derived, and then a preload feature is proposed for extracting preload conditions based on the detected natural frequency of the system. A modified double-nut ball screw drive system with adjustable preload level is constructed. This is for the purpose of experimental verification. An accelerometer is attached to the ball screw nuts of the drive system to acquire vibration signals. The signals are analyzed to obtain the natural frequency of the ball screw drive system in an axial direction. By investigating the variation of the detected natural frequency, it is shown that the preload level can be diagnosed by the proposed preload feature. Both the experiment results and mathematical model show a direct correlation between the natural frequency and preload levels. Natural frequency increases when the preload level increases. This study provides a method to monitor the preload of a ball screw system which can be used as an indicator of the health status of the drive system.
#Ball screw (볼 스크류) #Preload monitoring (예압 모니터링) #Dynamic model (동적 모델) #Vibration (진동) #Natural frequency (고유 진동수)

목차

1. Introduction
2. Dynamic Modeling and Preload Feature
3. Experimental Results
4. Conclusion
REFERENCES

참고문헌 (15)

참고문헌 신청
Altintas, Y., Verl, A., Brecher, C., Uriarte, L., and Pritschow, G., “Machine Tool Feed Drives,” CIRP Annals-Manufacturing Technology, Vol. 60, No. 2, pp. 779-796, 2011. Zaeh, M., Oertli, T., and Milberg, J., “Finite Element Modelling of Ball Screw Feed Drive Systems,” CIRP Annals- Manufacturing Technology, Vol. 53, No. 1, pp. 289-292, 2004. Okwudire, C. E. and Altintas, Y., “Hybrid Modeling of Ball Screw Drives with Coupled Axial, Torsional, and Lateral Dynamics,” Journal of Mechanical Design, Vol. 131, No. 7, Paper No. 071002, 2009. Holroyd, G., Pislaru, C., and Ford, D. G., “Modelling the Dynamic Behaviour of a Ballscrew System Taking into Account the Changing Position of the Ball-Screw Nut,” WIT Transactions on Engineering Sciences, Vol. 44, pp. 337-348, 2003. Varanasi, K. K. and Nayfeh, S. A., “The Dynamics of Lead- Screw Drives: Low-Order Modeling and Experiments,” Transactions-American Society of Mechanical Engineers Journal of Dynamic Systems Measurement and Control, Vol. 126, No. 2, pp. 388-396, 2004.

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