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滚珠丝杠副的设备
来源:轴承网 时间:2014-07-02
滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为翻滚体的螺旋传动元件.滚珠丝杠副有多种布局型式.按滚珠循环方法分为外循环和内循环两大类.外循环回珠器用插管式的较多;内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多.
按螺纹轨迹的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截形.因为双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形;因而当前遍及选用双圆弧截形的丝杠.
按预加负载方法分;可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧.数控机床上常用双螺母垫片式预紧;其预紧力通常为轴向载荷的1/3.
滚珠丝杠副与滑动丝杠螺母副比拟有许多长处:传动功率高、灵敏度高、传动平稳:磨损小、寿命长,可消除轴向空隙;进步轴向刚度等.
滚珠丝杠螺母传动广泛使用于中小型数控机床的进给传动体系.在重型数控机床的短行程(6m以下)进给体系中也常被选用.
1.滚珠丝杠副的设备
数控机床的进给体系要取得较高的传动刚度;除了加强滚珠丝杠螺母自身的刚度之外;滚珠丝杠正确的设备及其支承的布局刚度也是不行无视的要素.螺母座及支承座都应具有满足的刚度和精度.通常都恰当加大和机床联系部件的触摸面积;以进步螺母座的有些刚度和触摸强度;新描绘的机床在工艺条件答应时常常把螺母座或支承座与机床本体做成全体来增大刚度.
为了进步支承的轴向刚度;挑选恰当的翻滚轴承也是非常重要的.国内当前首要选用两种组合方法.一种是把向心轴承和圆锥轴承组合运用;其布局虽简略;但轴向刚度缺乏.另一种是把推力轴承或向心推力轴承和向心轴承组合运用;其轴向刚度有了进步;但增大了轴承的冲突阻力和发热并且添加了轴承支架的布局尺度.这些年国内外的轴承生产厂家已生产出一种滚珠丝杠专用轴承;这是一种能够接受很大轴向力的特别向心推力球轴承;与通常的向心推力球轴承比较;触摸角增大到60º;添加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径.这种新布局的轴承比通常轴承的轴向刚度进步了两倍以上;并且运用极为便利;产物成对出售;并且在出厂时现已选配好内外环的厚度;设备时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧;就能取得出厂时现已调整好的预紧力.
滚珠丝杠副设备方法通常有以下几种:
(1)双推一自在方法 如图8-8a所示;丝杠一端固定;端自在.固定端轴承一起接受轴向力和径向力.这种支承方法用于行程小的短丝杠.
(2)双推一支承方法 如图8-8b所示;丝杠一端固定;另一端支承.固定端轴承一起接受轴向力和径向力,支承端轴承只接受径向力;并且能作微量的轴向起浮;能够防止或削减丝杠因自重而呈现的曲折.一起丝杠热变形能够自在地向一端伸长.
(3)双推一双推方法 如图8-8c所示;丝杠两头均固定.固定端轴承都能够一起接受轴向力和径向力;这种支承方法;能够对丝杠施加恰当的预拉力;进步丝杠支承刚度;能够有些抵偿丝杠的热变形.
(4)选用丝杠固定、螺母旋转的传动方法 如图8-8d所示;此刻;螺母一边转变、一边缘固定的丝杠作轴向挪动: 因为丝杠不动;可防止受临界转速的约束;防止了细长滚珠丝杠高速作业时呈现的种种难题.螺母惯性小、运动灵敏;可完成的转速高.此种方法能够对丝杠施加较大的预拉力;进步丝杠支承刚度;抵偿丝杠的热变形.
2.滚珠丝杠副的防护和光滑
(1)滚珠丝杠副的防护 滚珠丝杠副和其他翻滚冲突的传动器材相同;应防止硬质尘埃或切屑污物进入;因而有必要装有防护设备.若是滚珠丝杠副在机床上显露;则应选用关闭的防护罩;如选用螺旋弹簧钢带套管、弹性套管以及折叠式
套管等.设备时将防护罩的一端连接在滚珠螺母的旁边面;另一端固定在滚珠丝杠的支承座上.若是滚珠丝杆副处于荫蔽的方位;则可选用密封圈防护;密封圈装在螺母的两头.触摸式的弹性密封圈选用耐油橡胶或尼龙制成;其内孔做成与丝杠螺纹滚道般配的形状,触摸式密封圈的防尘作用好;但因为存在触摸压力;使冲突力矩略有添加.非触摸式密封圈又称迷宫式密封圈;它选用硬质塑料制成;其内孔与丝杠螺纹滚道的形状相反;并稍有空隙;这样可防止冲突力矩;但防尘作用差.作业中应防止碰击防护设备;防护设备一有损坏应及时替换.
(2)滚珠丝杠副的光滑 光滑剂可进步耐磨性及传动功率.光滑剂可分为光滑油和光滑脂两大类.光滑油通常为全损耗体系用油:光滑脂可选用锂基光滑脂.光滑脂通常加在螺纹滚道和设备螺母的壳体空间内;而光滑油则经过壳体上的油孔写入螺母的空间内.每半年对滚珠丝杠上的光滑脂替换一次;清除丝杠上的旧光滑脂;涂上新的光滑脂.用光滑油光滑的滚珠丝杠副;可在每次机床作业前加油一次.
3.滚珠丝杠副在高速数控机床上的使用
高速加工是面向21世纪的一项高新技能;它以高功率、高精度和高表面质量为基本特征;在航天航空、汽车工业、模具制作、光电工程和仪器仪表等职业中取得了越来越广泛的使用;并已取得了严重的技能经济效益;是今世领先制作技能的重要组成有些.为了完成高速加工;首要要有高速数控机床.高速数控机床有必要一起具有高速主轴体系和高速进给体系;才干完成资料切削进程的高速化.为了完成高速进给;国内外有关制作厂商不断采纳办法;进步滚珠丝杠的高速功能.首要办法有:
1)恰当加大丝杠的转速、导程和螺纹头数.当前常用大导程滚珠丝杠名义直径与导程的匹配为:40mm×20mm;50mm×25mm;50mm×30mm等;其进给速度均可到达60m/min以上.为了进步滚珠丝杠的刚度和承载才能;大导程滚珠丝杠通常选用双头螺纹;以进步滚珠的有用承载圈数.
2)改善布局;进步滚珠运动的流畅性.改善滚珠循环反向设备;优化回珠槽的曲线参数;选用三维外型的导珠管和回珠器;真实做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引入螺母体中;使滚珠运动的方向与滚道相切而不是相交.这样可把冲击损耗和噪声减至最小.
3)选用“空心强冷”技能.高速滚珠丝杠在运行时因为冲突发生高温;形成丝杠的热变形;直接影响高速机床的加工精度.选用“空心强冷”技能;就是将恒温切削液通入空心丝杠的孔中;对滚珠丝杠进行强迫冷却;坚持滚珠副温度的稳定.这个办法是进步中、大型滚珠丝杠高速功能和作业精度的有用途径.
4)关于大行程的高速进给体系;可选用丝杠固定、螺母旋转的传动方法.此刻;螺母一边转变、一边缘固定的丝杠作轴向挪动;因为丝杠不动;可防止受临界转速的约束;防止了细长滚珠丝杠高速作业时呈现的种种难题.螺母惯性小、运动灵敏;可完成的转速高.
5)进一步进步滚珠丝杠的制作质量.经过选用上述种种办法后;可在必定程度上战胜传统滚珠丝杠存在的一些难题.日本和瑞士在滚珠丝杠高速化方面一向处于国际领先地位;其最大疾速挪动速度可达60m/min;单个情况下乃至可达90m/min;加速度可达15m/s2.因为滚珠丝杠历史悠久、工艺老练、使用广泛、本钱较低;因而在中等载荷、进给速度需求并不非常高、行程规模不太大(小于4~5m)的通常高速加工中间和其他经济型高速数控机床上依然经常被选用.
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