滾珠絲杠副作為數(shù)控機床的進給傳動鏈,其裝配形式和精度決定了數(shù)控機床的定位精度,也影響著進給軸插補運行的平穩(wěn)性。滾珠絲杠副安裝形式及受力控機床進給軸常見的絲杠支撐有如下幾種形式:
1、一端固定——一端自由 絲杠一端固定,另一端自由: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或者用于全閉環(huán)的機床,因為這種結(jié)構(gòu)的機械定位精度是不可靠的,特別是對于長徑比大的絲杠,熱變性是很明顯的,1.5m長的絲杠在冷、熱不同環(huán)境下變化0.05~0.10mm是很正常的,但是由于它的結(jié)構(gòu)簡單,安裝調(diào)試方便,許多機床仍然采用這種結(jié)構(gòu),但是必須加裝光柵,采用全閉環(huán)反饋。
2、一端固定——另一端支承 絲杠一端固定,另一端支承:固定端同時承受軸向力和徑向力;支承端只承受徑向力,而且能作微量的軸向浮動,可以減少或避免因絲杠自重而出現(xiàn)的彎曲,同時絲杠熱變形可以自由的向一端伸長。這種結(jié)構(gòu)使用廣泛,目前國內(nèi)中小型數(shù)控車床、立式加工中心等均采用這種結(jié)構(gòu)。
3、兩端固定 絲杠兩端均固定:固定端軸承都可以同時承受軸向力,這種支承方式,可以對絲杠施加適當?shù)念A(yù)緊力,提高絲杠支承剛度,可以部分補償絲杠的熱變形。 對于大型機床、重型機床以及鏜銑床常采用此種方案。但這種絲杠的調(diào)整比較繁瑣,如果兩端的預(yù)緊力過大,將會導致絲杠終的行程比設(shè)計行程要長,螺距也要比設(shè)計螺距大,如果兩端鎖母的預(yù)緊力不夠,會導致相反的結(jié)果,并容易引起機床震動,精度降低,所以這類絲杠在拆裝時一定要按照原廠商說明書調(diào)整,或借助儀器調(diào)整。
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滾珠絲杠軸承的排列與命名:首先我們了解典型的進給軸傳動鏈,終支撐滾珠絲杠的是近端支承軸承和遠端支承軸承,這兩組軸承通過相互的作用,將軸向力頂住,也就是絲杠軸成巧妙地運用了“角接觸軸承”即可以承受徑向力,又可以承受軸向力的雙向受力特點。
當軸承內(nèi)擋圈和外擋圈受到一組相反方向的作用力時,軸承滾珠承受著一對互為相反的作用力,從靜力學的角度上看,當物體靜止時,這一對作用力大小相等,方向相反,作為機床絲杠傳動,來自工作臺的軸向力是作用在軸承的內(nèi)圈上,如果我們約束絲杠不竄動,只要在軸承外圈上作用一個方向相反、大小相等的力即可,這樣軸向受力是平衡的。又由于內(nèi)、外圈之間是滾動摩擦,因而保證了絲杠靈活的轉(zhuǎn)動。
對于數(shù)控機床絲杠傳動,需要根據(jù)不同的情況控制軸承的游隙,對于低速大轉(zhuǎn)矩的傳動,需要這一游隙是過盈的,即要使?jié)L珠在滾到內(nèi)受擠壓變形,從配合角度講,間隙是負值,而對于高速小一點的負載,則需要游隙大一點,預(yù)留出高速運行后滾珠和內(nèi)圈的熱膨脹系數(shù),絲杠的約束是通過近端軸承及遠端軸承的軸向和徑向約束來完成,不同安裝形式下的絲杠受力情況以及滾珠絲杠軸承安裝形式,對于今后日常維護,特別是傳動鏈的精度調(diào)整有所幫助。
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滾珠絲杠應(yīng)該怎樣挑選型號規(guī)格?根據(jù)絲桿作業(yè)的環(huán)境、負荷、剛性、安裝尺度、導程、精度等參數(shù)挑選,首要確認絲桿精度,根據(jù)需要看是選精密研磨級絲桿仍是一般的軋制絲桿,滾珠絲桿有精密級和一般級之分。
看絲桿的軸徑以及螺紋的牙距,絲桿外徑,導程這兩個參數(shù)決議了滾珠絲桿的負載(負荷及速度),它們是標準值,通過上面說的條件進行核算挑選,有用螺紋就是指一根絲桿的至大移動距離加螺母的總長,再加上100mm的安全距離,總長是指有用螺紋長加上軸端長度,軸端長度及尺度依客戶詳細要求制作。
根據(jù)安裝環(huán)境挑選螺母形狀,法蘭型是全圓型,還是方型,確認法蘭的外徑,厚度,螺母的長度,安裝孔的位置,這些方面一定,大致就挑選好了一根絲桿,至于軸端加工形式,就 要看客戶的詳細需要了,制定好圖紙。
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