摘 要：隨著數(shù)控機(jī)床和加工中心工作精度要求的日益提高，主機(jī)上的安裝精度也逐漸成為裝配中的突出問題，為了達(dá)到機(jī)床坐標(biāo)位置精度的要求，必須提高滾珠絲杠副在機(jī)床上的安裝精度。
關(guān)鍵詞：滾珠絲桿；安裝；防護(hù)；間隙調(diào)整
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，它是一種精密、高效率、高剛度、高壽命且節(jié)能省電的先進(jìn)傳動(dòng)元件，可將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，但制造成本高，廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床及加工中心進(jìn)給系統(tǒng)中來改善摩擦特性，為主機(jī)的高效高速化提供了良好的條件。
一、滾珠絲桿安裝
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、絲杠端部的軸承及其支承加工的不精確性和它們在受力之后的過量變形，都會(huì)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度帶來影響。因此，螺母座的孔與螺母之間必須保持良好的配合，并應(yīng)保證孔對(duì)端面的垂直度，在螺母座上應(yīng)當(dāng)增加適當(dāng)?shù)慕畎澹⒓哟舐菽缸蜋C(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剛度。滾珠絲杠的不正確安裝以及支承結(jié)構(gòu)的剛度不足，還會(huì)使?jié)L珠絲杠的使用壽命大為下降。為了提高支承的軸向剛度，選擇合適的滾動(dòng)軸承。
滾珠絲杠螺母副僅用于承受軸向負(fù)荷，徑向力、彎矩會(huì)使?jié)L珠絲杠螺母副附加表面接觸應(yīng)力等負(fù)荷，從而可能造成絲杠的永久性損壞。正確的安裝是有效維護(hù)的前提。安裝時(shí)用芯軸和定位套將兩端支承軸承座及中間絲母座連接在一起校正、用百分表將芯軸軸線與機(jī)床導(dǎo)軌找正平行并芯軸傳動(dòng)自如輕快。
1、滾珠絲杠螺母副安裝到機(jī)床時(shí)的裝配操作步驟如下：
（1）將與安裝絲杠相關(guān)的零件（軸承、軸承座、聯(lián)軸器、軸承盒）清洗干凈，去刺、倒角、攻絲。
（2）刮研電機(jī)座和軸承座。
（3）安裝電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器。
（4）找正芯軸裝入電機(jī)座中，再將軸承盒裝入軸承座中，按照對(duì)角線的原則均勻預(yù)緊螺釘。
（5）將百分表的磁性表座安裝在滑塊上，表安裝在表?xiàng)U上將表頭分別放在兩軸承支座的最高點(diǎn)測量軸承支座的等高度。
（6）將百分表的表頭放在絲杠的凸端分別在絲杠的前中后3個(gè)地方進(jìn)行檢測絲杠與導(dǎo)軌的平行度。
（7）按裝配順序擰緊螺釘。
（8）將工作臺(tái)放在滑塊上對(duì)準(zhǔn)孔，并從螺母副的螺釘緊固起按照對(duì)角線的原則進(jìn)行緊固（螺母不得露出孔外）。
2、滾珠絲杠的安裝方式
一端固定、一端自由的安裝方式適用于轉(zhuǎn)速較低、滾珠絲杠較短的情況。兩端游動(dòng)是一種常見的安裝方法，適用于中等轉(zhuǎn)速的情況。一端固定、一端游動(dòng)則適用于中等轉(zhuǎn)速、需要高精度運(yùn)行的場合。而兩端固定的安裝則適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)、需要高精度運(yùn)行的場合。
二、滾珠絲杠螺母副的防護(hù)
1）若滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(yīng)采用防護(hù)罩防護(hù)：用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管、錐形套管、折疊式的塑料或人造革等形式的防腐蝕及耐油的防護(hù)罩。
2）如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈對(duì)螺母進(jìn)行密封，密封圈厚度為螺母的2-3倍，裝在滾珠螺母的兩端。密封圈有接觸式和非接觸式兩種。
三、調(diào)整滾珠絲杠間隙的方法主要有一下三種方法：
1、墊片調(diào)隙式：
通常用螺釘來連接滾珠絲杠兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片。調(diào)整墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，以達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)拉緊力的目的。
這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能精確地調(diào)整預(yù)緊量，構(gòu)造簡單、可靠性好、剛度高以及裝卸方便。但調(diào)整費(fèi)時(shí)，并且在工作中滾道磨損時(shí)不能隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，除非更換厚度不同的墊片，如圖1所示。
2、螺紋調(diào)隙式：
其中一個(gè)螺母的外端有凸緣而另一個(gè)螺母的外端沒有凸緣而制有螺紋，它伸出套筒外，并用兩個(gè)圓螺母固定著。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，即可消除間隙，并產(chǎn)生預(yù)拉緊力，調(diào)整好后再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊，如圖2所示。
滾珠絲桿螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)）。通過改變墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，從而使兩個(gè)螺母分別與絲桿的兩側(cè)面貼合。當(dāng)工作臺(tái)反向時(shí)，由于消除了側(cè)隙，工作臺(tái)會(huì)跟隨CNC的運(yùn)動(dòng)指令反向而不會(huì)出現(xiàn)滯后。
這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是調(diào)隙方式結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，滾道磨損時(shí)可隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，但預(yù)緊量不很準(zhǔn)確。
3、齒差調(diào)隙式：
在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱齒輪，兩者齒數(shù)相差一個(gè)齒，并裝入內(nèi)齒圈中，內(nèi)齒圈用螺釘或定位銷固定在套筒上。調(diào)整時(shí)，先取下兩端的內(nèi)齒圈，當(dāng)兩個(gè)滾珠螺母相對(duì)于套筒同方向轉(zhuǎn)動(dòng)相同齒數(shù)時(shí)，一個(gè)滾珠螺母對(duì)另一個(gè)滾珠螺母產(chǎn)生相對(duì)角位移，從而使?jié)L珠螺母對(duì)于滾珠絲杠的螺旋滾道相對(duì)移動(dòng)，達(dá)到消除間隙并施加預(yù)緊力的目的，如圖3所示。
這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是調(diào)隙方式能精確微調(diào)預(yù)緊量，工作可靠，滾道磨損時(shí)調(diào)整方便。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于需獲得準(zhǔn)確預(yù)緊力的精密定位系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
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來源：《科學(xué)與財(cái)富》2017年12期
2018-03-18
上一個(gè)：利用滾柱機(jī)構(gòu)的永不松動(dòng)螺母的研究
