進口軸承滾珠絲杠副與滑動絲杠螺母副比較有很多優(yōu)點:傳動效率高岸售、靈敏度高驾窟、傳動平穩(wěn):磨損小舆床、壽命長檀咙;可消除軸向間隙雅倒,提高軸向剛度等璃诀。
滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的螺旋傳動元件。滾珠絲杠副有多種結(jié)構(gòu)型式蔑匣。按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類劣欢。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裁良。
按螺紋軌道的截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩種截形凿将。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价脾。
按預(yù)加負載形式分牧抵,可分為單螺母無預(yù)緊、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊侨把、SKF軸承單螺母加大鋼球徑向預(yù)緊犀变、雙螺母墊片預(yù)緊、雙螺母差齒預(yù)緊秋柄、雙螺母螺紋預(yù)緊考叽。數(shù)控機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主渤。
滾珠絲杠螺母傳動廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)连碎。在重型數(shù)控機床的短行程(6m以下)進給系統(tǒng)中也常被采用。
1.滾珠絲杠副的安裝
數(shù)控機床的進給系統(tǒng)要獲得較高的傳動剛度困喜,除了加強滾珠絲杠螺母本身的剛度之外枫欢,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磨搭。螺母座及支承座都應(yīng)具有足夠的剛度和精度裤能。通常都適當(dāng)加大和機床結(jié)合部件的接觸面積,以提高螺母座的局部剛度和接觸強度缭亦,NSK軸承新設(shè)計的機床在工藝條件允許時常常把螺母座或支承座與機床本體做成整體來增大剛度勿玖。
為了提高支承的軸向剛度,選擇適當(dāng)?shù)臐L動軸承也是十分重要的培穆。國內(nèi)目前主要采用兩種組合方式场比。一種是把向心軸承和圓錐軸承組合使用,其結(jié)構(gòu)雖簡單糙笛,但軸向剛度不足模庐。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油宜,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)尺寸掂碱。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慎冤,與一般的向心推力球軸承相比疼燥,接觸角增大到60o沧卢,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FAG軸承的軸向剛度提高了兩倍以上醉者,而且使用極為方便但狭,產(chǎn)品成對出售,而且在出廠時已經(jīng)選配好內(nèi)外環(huán)的厚度撬即,裝配時只要用螺母和端蓋將內(nèi)環(huán)和外環(huán)壓緊立磁,就能獲得出廠時已經(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 絲杠一端固定剥槐,端自由息罗。固定端軸承同時承受軸向力和徑向力。這種支承方式用于行程小的短絲杠抛现。
(2)雙推一支承方式 絲杠一端固定轴艇,另一端支承。固定端軸承同時承受軸向力和徑向力贾反;支承端軸承只承受徑向力婆掐,而且能作微量的軸向浮動,可以避免或減少絲杠因自重而出現(xiàn)的彎曲七萧。同時絲杠熱變形可以自由地向一端伸長呜紊。
(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承受軸向力和徑向力憋勇,這種支承方式碧碉,可以對絲杠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)拉力,提高絲杠支承剛度夫凭,可以部分補償絲杠的熱變形炒肚。
(4)NTN軸承采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動方式 如圖8-8d所示妇乏,此時酱赘,螺母一邊轉(zhuǎn)動、一邊沿固定的絲杠作軸向移動: 由于絲杠不動肺素,可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制恨锚,避免了細長滾珠絲杠高速運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小倍靡、運動靈活猴伶,可實現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。此種方式可以對絲杠施加較大的預(yù)拉力塌西,提高絲杠支承剛度他挎,補償絲杠的熱變形。
2.滾珠絲杠副的防護和潤滑
(1)滾珠絲杠副的防護 滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣雨让,應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進入雇盖,因此必須裝有防護裝置忿等。如果滾珠絲杠副在機床上外露,則應(yīng)采用封閉的防護罩崔挖,如采用螺旋彈簧鋼帶套管贸街、伸縮套管以及折疊式
套管等。NACHI軸承安裝時將防護罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面狸相,另一端固定在滾珠絲杠的支承座上薛匪。如果滾珠絲桿副處于隱蔽的位置,則可采用密封圈防護荡档,密封圈裝在螺母的兩端腥默。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俭般;接觸式密封圈的防塵效果好匿微,但由于存在接觸壓力,使摩擦力矩略有增加雕零。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈翎味,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斟漏,并稍有間隙民逾,這樣可避免摩擦力矩,但防塵效果差存研。工作中應(yīng)避免碰擊防護裝置垫凝,防護裝置一有損壞應(yīng)及時更換。
(2)滾珠絲杠副的潤滑 潤滑劑可提高耐磨性及傳動效率苦厅。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類仔戈。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)惋鸥,而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)杂穷。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次,清洗絲杠上的舊潤滑脂卦绣,涂上新的潤滑脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副飞蚓,可在每次機床工作前加油一次滤港。
3.滾珠絲杠副在高速數(shù)控機床上的應(yīng)用
高速加工是面向21世紀(jì)的一項高新技術(shù),它以高效率趴拧、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征溅漾,在航天航空、汽車工業(yè)著榴、模具制造添履、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)用屁倔,并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟效益,是當(dāng)代先進制造技術(shù)的重要組成部分暮胧。為了實現(xiàn)高速加工蛹暗,首先要有高速數(shù)控機床。IKO軸承高速數(shù)控機床必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)磕泡,才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化坑哥。為了實現(xiàn)高速進給,國內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施萎括,提高滾珠絲杠的高速性能弦途。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)巡蛋。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抡广,50mm×25mm,50mm×30mm等嚣赤,其進給速度均可達到60m/min以上誉倦。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揪孕,以提高滾珠的有效承載圈數(shù)肿夜。
2)改進結(jié)構(gòu),提高滾珠運動的流暢性梧杯。改進滾珠循環(huán)反向裝置色查,優(yōu)化回珠槽的曲線參數(shù),采用三維造型的導(dǎo)珠管和回珠器撞芍,真正做到沿著內(nèi)螺紋的導(dǎo)程角方向?qū)L珠引進螺母體中秧了,使?jié)L珠運動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序无。
3)采用“空心強冷”技術(shù)验毡。KOYO軸承高速滾珠絲杠在運行時由于摩擦產(chǎn)生高溫,造成絲杠的熱變形帝嗡,直接影響高速機床的加工精度晶通。采用“空心強冷”技術(shù),就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中哟玷,對滾珠絲杠進行強制冷卻狮辽,保持滾珠副溫度的恒定。這個措施是提高中巢寡、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑喉脖。
4)對于大行程的高速進給系統(tǒng),可采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動方式搂拴。此時跷塘,螺母一邊轉(zhuǎn)動、一邊沿固定的絲杠作軸向移動锤勉,由于絲杠不動跋共,可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制,避免了細長滾珠絲杠高速運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的種種問題含薄。螺母慣性小瞒籍、運動靈活,可實現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高谓牢。
5)進一步提高滾珠絲杠的制造質(zhì)量奇忆。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巩烤。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面一直處于國際領(lǐng)先地位享处,其最大快速移動速度可達60m/min,個別情況下甚至可達90m/min铡喊,加速度可達15m/s2喝撒。INA軸承由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟诅岩、應(yīng)用廣泛讳苦、成本較低,因此在中等載荷吩谦、進給速度要求并不十分高鸳谜、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)濟型高速數(shù)控機床上仍然經(jīng)常被采用。
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