滾珠絲杠的安裝形式

作者：mumacai.net 時間：2019-02-09 14:58:44 來源：原創

滾(gun)珠絲杠副(fu)作為數控(kong)機床的進(jin)給(gei)傳動鏈，其裝配(pei)形式和精度(du)決定了數控(kong)機床的定位精度(du)，也(ye)影響著進(jin)給(gei)軸插補運行(xing)的平(ping)穩性。

一、滾珠(zhu)絲杠副(fu)安裝形式及受力

控機床進(jin)給軸常見的絲杠(gang)支撐有(you)如下幾種形式：

1、一端固定——一端自由

絲杠一端(duan)固(gu)定(ding)，另一端(duan)自由(you)。固(gu)定(ding)端(duan)軸(zhou)承同(tong)時承受軸(zhou)向力和徑(jing)向力，這種(zhong)(zhong)支承方(fang)式用(yong)于行(xing)程小的(de)短絲杠或(huo)者用(yong)于全閉環的(de)機床(chuang)(chuang)，因(yin)為這種(zhong)(zhong)結構(gou)(gou)的(de)機械定(ding)位精度是(shi)(shi)最不(bu)可靠的(de)，特別是(shi)(shi)對于長(chang)徑(jing)比大的(de)絲杠（滾珠絲杠相對細(xi)長(chang)），熱變性是(shi)(shi)很明顯的(de)，1.5m長(chang)的(de)絲杠在冷、熱的(de)不(bu)同(tong)環境下變化0.05~0.10mm是(shi)(shi)很正常的(de)。但是(shi)(shi)由(you)于他的(de)結構(gou)(gou)簡單，安裝調試方(fang)便，許多高精度機床(chuang)(chuang)仍然(ran)采(cai)用(yong)這種(zhong)(zhong)結構(gou)(gou)，但是(shi)(shi)必(bi)須加(jia)裝光柵(zha)，采(cai)用(yong)全閉環反饋。

2、一端固定(ding)——另(ling)一端支(zhi)承(cheng)

絲杠一端(duan)(duan)固(gu)定(ding)，另一端(duan)(duan)支承(cheng)。固(gu)定(ding)端(duan)(duan)同時承(cheng)受軸向力(li)和徑向力(li)；支承(cheng)端(duan)(duan)只承(cheng)受徑向力(li)，而且能(neng)作(zuo)微量的軸向浮動，可(ke)以減少(shao)或避免(mian)因(yin)絲杠自重(zhong)而出現的彎曲，同時絲杠熱(re)變形(xing)可(ke)以自由的向一端(duan)(duan)伸長。這種(zhong)結構(gou)使(shi)用最廣(guang)泛，目前國內中(zhong)小型數(shu)控(kong)車(che)床、立式加工中(zhong)心(xin)等均采用這種(zhong)結構(gou)。

3、兩(liang)端固定

絲杠(gang)兩端(duan)均固定(ding)。固定(ding)端(duan)軸承(cheng)都可以(yi)同(tong)時(shi)承(cheng)受軸向力(li)，這種(zhong)支(zhi)承(cheng)方式(shi)，可以(yi)對絲杠(gang)施(shi)加適當的預緊力(li)，提高絲杠(gang)支(zhi)承(cheng)剛(gang)度(du)，可以(yi)部(bu)分補償絲杠(gang)的熱變形。

對于(yu)大型機(ji)床(chuang)(chuang)、重(zhong)型機(ji)床(chuang)(chuang)以及高精度鏜(tang)銑床(chuang)(chuang)常采用此(ci)種(zhong)方(fang)案。但是，這種(zhong)絲(si)杠(gang)(gang)的調(diao)整(zheng)(zheng)比(bi)較繁(fan)瑣，如果兩端(duan)的預緊力過大，將會(hui)導致絲(si)杠(gang)(gang)最終的行程比(bi)設計(ji)(ji)行程要長，螺距也要比(bi)設計(ji)(ji)螺距大。如果兩端(duan)鎖母的預緊力不夠，會(hui)導致相反的結果，并容易(yi)引起機(ji)床(chuang)(chuang)震動，精度降低。所以，這類絲(si)杠(gang)(gang)在拆裝(zhuang)時一(yi)定(ding)要按(an)照原(yuan)廠商說明書調(diao)整(zheng)(zheng)，或借(jie)助儀器（雙頻激光測量(liang)儀）調(diao)整(zheng)(zheng)。

二、滾(gun)珠絲杠軸(zhou)承的排列與命名

首先我們了解典型的(de)進(jin)給軸(zhou)傳動鏈，最終支撐滾珠(zhu)絲杠的(de)是近端支承(cheng)(cheng)(cheng)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)和遠端支承(cheng)(cheng)(cheng)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)，這兩組(zu)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)通過相互(hu)的(de)作用(yong)，將(jiang)軸(zhou)向力(li)頂住，也就是絲杠軸(zhou)成(cheng)巧妙地運(yun)用(yong)了“角接觸軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)”即可(ke)以(yi)承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)徑向力(li)，又可(ke)以(yi)承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)軸(zhou)向力(li)的(de)雙(shuang)向受(shou)力(li)特點。

當軸(zhou)承內擋圈和外擋圈受到一組相(xiang)反(fan)方(fang)向的(de)(de)作用力時，軸(zhou)承鋼(gang)珠承受著一對互為相(xiang)反(fan)的(de)(de)作用力，從(cong)靜(jing)力學的(de)(de)角度上(shang)看，當物體靜(jing)止時，這一對作用力大小相(xiang)等，方(fang)向相(xiang)反(fan)。

作為機床(chuang)絲(si)杠(gang)傳(chuan)動，來自工(gong)作臺的軸向力(li)是作用在軸承(cheng)的內(nei)圈(quan)上，如果我們約束絲(si)杠(gang)不竄動，只(zhi)要在軸承(cheng)外(wai)(wai)圈(quan)上作用一個方向相反、大小相等的力(li)即可，這樣軸向受力(li)是平(ping)衡的。又由于(yu)內(nei)、外(wai)(wai)圈(quan)之間是滾動摩擦，因而保證了絲(si)杠(gang)靈(ling)活的轉動。

對(dui)于數(shu)控機床絲(si)杠(gang)傳動(dong)(dong)，需要根據不同的(de)情況控制軸承的(de)游(you)隙(xi)(xi)（鋼珠與(yu)內(nei)外環之(zhi)間的(de)間隙(xi)(xi)），對(dui)于低速大轉矩的(de)傳動(dong)(dong)，需要這一(yi)游(you)隙(xi)(xi)是過盈的(de)，即要使鋼珠在滾(gun)到內(nei)受擠壓變形，從配合角(jiao)度講，間隙(xi)(xi)是負值(zhi)。而對(dui)于高(gao)速小一(yi)點(dian)的(de)負載，則需要游(you)隙(xi)(xi)大一(yi)點(dian)，預留出高(gao)速運行后(hou)鋼珠和內(nei)圈的(de)熱膨脹系(xi)數(shu)。

絲(si)杠的(de)約束是(shi)通過近端軸(zhou)承(cheng)(cheng)及遠(yuan)端軸(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)軸(zhou)向和(he)徑向約束來完成，不同安(an)裝(zhuang)形(xing)式(shi)下的(de)絲(si)杠受力情(qing)況以及滾珠絲(si)杠軸(zhou)承(cheng)(cheng)安(an)裝(zhuang)形(xing)式(shi)，對于今后日常維護，特別是(shi)傳動(dong)鏈的(de)精度調整有(you)所幫助。

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