滾珠絲杠副作為數控機床的進給傳動鏈,其裝配形式和精度決定了數控機床的定位精度,也影響著進給軸插補運行的平穩性。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的機床,因為這種結構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、熱不同環境下變化0.05~0.10mm是很正常的,但是由于它的結構簡單,安裝調試方便,許多機床仍然采用這種結構,但是必須加裝光柵,采用全閉環反饋。
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的彎曲,同時絲杠熱變形可以自由的向一端伸長。這種結構使用廣泛,目前國內中小型數控車床、立式加工中心等均采用這種結構。
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的預緊力,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。但這種絲杠的調整比較繁瑣,如果兩端的預緊力過大,將會導致絲杠終的行程比設計行程要長,螺距也要比設計螺距大,如果兩端鎖母的預緊力不夠,會導致相反的結果,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整,或借助儀器調整。
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由于該空心滾珠絲杠系統的熱變形較大,因此可以從以下三個方面采取措施來改善其熱態特性:
(1) 減少滾珠絲杠系統的發熱量??梢圆捎梅墙佑|式軸承或低摩擦陶瓷球軸承; 合理調節滾珠絲杠副和軸承的預緊力; 選定并補充適當的潤滑劑,在高速條件下建議使用基油動態粘度較低的潤滑劑;改進滾珠絲杠副的結構,包括增加螺紋頭數、減小滾珠直徑,采用陶瓷滾珠或空心結構鋼球滾珠,改善滾道表面粗糙度、表面形狀誤差等。
(2) 增強滾珠絲杠系統的散熱。對空心滾珠絲杠副進行強制循環冷卻; 對滾珠絲杠副螺母套筒和支承軸承進行強制循環冷卻; 對空心滾珠絲杠系統外圍進行噴射冷卻或噴霧狀制冷劑進行冷卻等等。
(3) 對滾珠絲杠系統進行熱誤差補償。測量空心滾珠絲杠系統產生的熱誤差,然后根據己經建立的誤差補償模型進行誤差補償計算,將計算的結果反饋給數控系統,使控制器發出相應控制指令以補償相應的熱誤差。
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滾珠絲桿其實就是將回轉運動轉化成為了直線運動,或者將直線運動漸漸的轉化為回轉運動的理想的產品,滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成,它的主要功能就 是將旋轉運動轉化成直線運動,而這個也是滾珠螺絲的進一步延伸以及開展,而這項開展的重要意義就是將軸承從翻翻滾作漸漸的變成滑動的動作。
因為具有很小的摩擦阻力,因而滾珠絲桿常被用于應用于各種工業設備和精密儀器,與滑動絲杠副相比它的驅動力矩是1/3,因為滾珠絲桿副的絲杠軸和絲母之間還具有許多滾珠在做翻滾的運動,因而它就可以能較高的運動功率,而這個和曩昔的滑動絲杠副相比來說,驅動力矩達到1/3以下,相同也可以達到相同的運動結果,而所需的動力僅僅只是運用翻滾絲杠副的1/3,因而它在省電方面非常有協助。
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