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臺(tái)灣上銀滾珠絲杠副的安裝

2021-08-27 15:05:00   點(diǎn)擊量:

      臺(tái)灣上銀滾珠絲杠副的安裝
上銀滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件。滾珠絲杠副有多種結(jié)構(gòu)型式。按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類。外循環(huán)回珠器用插管式的較多,內(nèi)循環(huán)回珠器用腰形槽嵌塊式的較多。
按螺紋軌道的截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩種截形。由于雙圓弧截形軸向剛度大于單圓弧截形,因此目前普遍采用雙圓弧截形的絲杠。
按預(yù)加負(fù)載形式分,可分為單螺母無預(yù)緊、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊、單螺母加大鋼球徑向預(yù)緊、雙螺母墊片預(yù)緊、雙螺母差齒預(yù)緊、雙螺母螺紋預(yù)緊。數(shù)控機(jī)床上常用雙螺母墊片式預(yù)緊,其預(yù)緊力一般為軸向載荷的1/3。
上銀滾珠絲杠副與滑動(dòng)絲杠螺母副比較有很多優(yōu)點(diǎn):傳動(dòng)效率高、靈敏度高、傳動(dòng)平穩(wěn):磨損小、壽命長;可消除軸向間隙,提高軸向剛度等。
上銀滾珠絲杠螺母傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。在重型數(shù)控機(jī)床的短行程(6m以下)進(jìn)給系統(tǒng)中也常被采用。
       1.滾珠絲杠副的安裝
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要獲得較高的傳動(dòng)剛度,除了加強(qiáng)滾珠絲杠螺母本身的剛度之外,滾珠絲杠正確的安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。螺母座及支承座都應(yīng)具有足夠的剛度和精度。通常都適當(dāng)加大和機(jī)床結(jié)合部件的接觸面積,以提高螺母座的局部剛度和接觸強(qiáng)度,新設(shè)計(jì)的機(jī)床在工藝條件允許時(shí)常常把螺母座或支承座與機(jī)床本體做成整體來增大剛度。
為了提高支承的軸向剛度,選擇適當(dāng)?shù)臐L動(dòng)軸承也是十分重要的。國內(nèi)目前主要采用兩種組合方式。一種是把向心軸承和圓錐軸承組合使用,其結(jié)構(gòu)雖簡單,但軸向剛度不足。另一種是把推力軸承或向心推力軸承和向心軸承組合使用,其軸向剛度有了提高,但增大了軸承的摩擦阻力和發(fā)熱而且增加了軸承支架的結(jié)構(gòu)尺寸。近年來國內(nèi)外的軸承生產(chǎn)廠家已生產(chǎn)出一種滾珠絲杠專用軸承,這是一種能夠承受很大軸向力的特殊向心推力球軸承,與一般的向心推力球軸承相比,接觸角增大到60o,增加了滾珠的數(shù)目并相應(yīng)減小滾珠的直徑。這種新結(jié)構(gòu)的軸承比一般軸承的軸向剛度提高了兩倍以上,而且使用極為方便,產(chǎn)品成對(duì)出售,而且在出廠時(shí)已經(jīng)選配好內(nèi)外環(huán)的厚度,裝配時(shí)只要用螺母和端蓋將內(nèi)環(huán)和外環(huán)壓緊,就能獲得出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)整好的預(yù)緊力。
滾珠絲杠副安裝方式通常有以下幾種:
(1)雙推一自由方式 絲杠一端固定,端自由。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力。這種支承方式用于行程小的短絲杠。
(2)雙推一支承方式 絲杠一端固定,另一端支承。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力;支承端軸承只承受徑向力,而且能作微量的軸向浮動(dòng),可以避免或減少絲杠因自重而出現(xiàn)的彎曲。同時(shí)絲杠熱變形可以自由地向一端伸長。
(3)雙推一雙推方式 絲杠兩端均固定。固定端軸承都可以同時(shí)承受軸向力和徑向力,這種支承方式,可以對(duì)絲杠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)拉力,提高絲杠支承剛度,可以部分補(bǔ)償絲杠的熱變形。
(4)采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)方式 此時(shí),螺母一邊轉(zhuǎn)動(dòng)、一邊沿固定的絲杠作軸向移動(dòng):由于絲杠不動(dòng),可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制,避免了細(xì)長滾珠絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運(yùn)動(dòng)靈活,可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。此種方式可以對(duì)絲杠施加較大的預(yù)拉力,提高絲杠支承剛度,補(bǔ)償絲杠的熱變形。
2.滾珠絲杠副的防護(hù)和潤滑
(1)滾珠絲杠副的防護(hù) 滾珠絲杠副和其他滾動(dòng)摩擦的傳動(dòng)器件一樣,應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進(jìn)入,因此必須裝有防護(hù)裝置。如果滾珠絲杠副在機(jī)床上外露,則應(yīng)采用封閉的防護(hù)罩,如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時(shí)將防護(hù)罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面,另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲桿副處于隱蔽的位置,則可采用密封圈防護(hù),密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成,其內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相配的形狀;接觸式密封圈的防塵效果好,但由于存在接觸壓力,使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈,它采用硬質(zhì)塑料制成,其內(nèi)孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反,并稍有間隙,這樣可避免摩擦力矩,但防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護(hù)裝置,防護(hù)裝置一有損壞應(yīng)及時(shí)更換。
(2)滾珠絲杠副的潤滑 潤滑劑可提高耐磨性及傳動(dòng)效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。潤滑油一般為全損耗系統(tǒng)用油:潤滑脂可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi),而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對(duì)滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次,清洗絲杠上的舊潤滑脂,涂上新的潤滑脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副,可在每次機(jī)床工作前加油一次。
3.滾珠絲杠副在高速數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用
高速加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù),它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征,在航天航空、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用,并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)高速加工,首先要有高速數(shù)控機(jī)床。高速數(shù)控機(jī)床必須同時(shí)具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng),才能實(shí)現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給,國內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施,提高滾珠絲杠的高速性能。主要措施有:
1)適當(dāng)加大絲杠的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前常用大導(dǎo)程滾珠絲杠名義直徑與導(dǎo)程的匹配為:40mm×20mm,50mm×25mm,50mm×30mm等,其進(jìn)給速度均可達(dá)到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力,大導(dǎo)程滾珠絲杠一般采用雙頭螺紋,以提高滾珠的有效承載圈數(shù)。
2)改進(jìn)結(jié)構(gòu),提高滾珠運(yùn)動(dòng)的流暢性。改進(jìn)滾珠循環(huán)反向裝置,優(yōu)化回珠槽的曲線參數(shù),采用三維造型的導(dǎo)珠管和回珠器,真正做到沿著內(nèi)螺紋的導(dǎo)程角方向?qū)L珠引進(jìn)螺母體中,使?jié)L珠運(yùn)動(dòng)的方向與滾道相切而不是相交。這樣可把沖擊損耗和噪聲減至最小。
3)采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù)。高速滾珠絲杠在運(yùn)行時(shí)由于摩擦產(chǎn)生高溫,造成絲杠的熱變形,直接影響高速機(jī)床的加工精度。采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù),就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中,對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行強(qiáng)制冷卻,保持滾珠副溫度的恒定。這個(gè)措施是提高中、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑。
4)對(duì)于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng),可采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)方式。此時(shí),螺母一邊轉(zhuǎn)動(dòng)、一邊沿固定的絲杠作軸向移動(dòng),由于絲杠不動(dòng),可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制,避免了細(xì)長滾珠絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運(yùn)動(dòng)靈活,可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。
5)進(jìn)一步提高滾珠絲杠的制造質(zhì)量。通過采用上述種種措施后,可在一定程度上克服傳統(tǒng)滾珠絲杠存在的一些問題。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面一直處于國際領(lǐng)先地位,其最大快速移動(dòng)速度可達(dá)60m/min,個(gè)別情況下甚至可達(dá)90m/min,加速度可達(dá)15m/s2。由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟、應(yīng)用廣泛、成本較低,因此在中等載荷、進(jìn)給速度要求并不十分高、行程范圍不太大(小于4~5m)的一般高速加工中心和其他經(jīng)濟(jì)型高速數(shù)控機(jī)床上仍然經(jīng)常被采用。

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