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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電動絲桿的渦輪蝸桿傳動形式:電機齒輪上的渦桿帶動渦輪轉動,使渦輪內的小絲桿作軸向移動,由連接板帶動限位桿相應作軸向移動,至所需行程時,通過調節限位塊壓下行程開關斷電,電動機停止運轉(正反控制相同)。
電動絲桿的齒輪傳動形式:電機通過減速齒輪后帶動安裝于內管的小絲桿,帶動與之連接一起的做軸向運行螺母,至所設定的行程時螺母觸角壓住限位開關斷開電源,電機停止運動(反向與之相同)。
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滾珠絲杠副可進行預緊并消除間隙,因而軸向剛度高,反向時無空行程,定位精度比較高,由于靜、動摩擦系數小,且二者差值也很小,因而起動轉矩小,動作靈敏,不會出現低速爬行現象,一般傳動效率可達0.92-0.96,比普通滑動絲杠副提高3-4倍,因此驅動轉矩儀為滑動絲杠副的1/4。
由于滾珠絲杠副摩擦系數小,不能自鎖,傳動具有可逆性,即不僅可把旋轉運動轉化為直線運動,也可將直線運動轉化為旋轉運動,因此在某些場合,如傳動垂直運動時必需附加制動裝置或防止逆轉裝置,以防止工作臺等因自重而自動下降,磨損小,壽命長,維護簡單,結構和工藝性均較復雜,成本較高。
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