滾珠絲杠螺母副是數控機床進給驅動系統的主要功能部件。隨著數控機床向高速化方向發展,對機床的進給速度提出了更高的要求。雖然目前人們為了實現高速進給探索研究出直線電動機、并聯虛擬軸機床,但由于它們成本高以及技術不是很完善等問題,還沒能被廣泛接受。因而高速滾珠絲杠螺母副傳動系統在高速進給驅動系統中仍然占主導地位。因此,有必要對實現絲杠螺母副高速化的方法及相關問題進行研究。
1.高速的實現方法
(1)加大導程和螺紋頭數 這就是我們常說的大導程滾珠絲杠副,先前的觀點是因導程增大不利于提高導程精度,而且進給系統的靜剛度迅速下降,所以只適用于對定位精度要求不高的快速驅動場合。
(2)增加絲杠的旋轉速度,增加電動機的旋轉速度可以提高進給速度,但是由于絲杠本身的固有頻率,因而存在臨界速度的限制。
(3)絲杠固定,螺母驅動螺母一邊轉動一邊沿固定的絲杠作軸向移動,沒有了作為轉速上限的回轉絲杠的彎曲臨界轉速。但是彎曲固有頻率在固定絲杠的情況下也必須加以考慮
(4)絲杠和螺母同時驅動。
2. 高速化引發問題的解決 對于高速機床來說,在滿足高速度的前提下,還要保證,片面地要求高速度是沒有意義的。滾珠絲杠進給系統在高速下長時間運行都會導致滾珠絲杠溫度的上升,隨之勢必產生滾珠絲杠的軸向熱位移,直接導致機床進給軸的定位精度下降。為此,需要采取一定的措施來抑制熱位移,改善機床進給軸的定位精度,從而提高機床的工作精度。
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多頭螺紋絲杠螺紋的分類,除按斷面形狀劃分外,還有按螺紋上螺旋槽的多少來分類,有一條螺旋槽的螺紋,是稱為單頭螺紋,有兩條以上螺旋槽的螺紋,是稱為多頭螺紋。
螺紋上相鄰兩螺旋槽之間的距離,稱為螺距,沿螺旋槽旋轉一周所前進的距離,稱為導程,導程與螺距的關系可用下式表示,L = t × n 式中L - 螺紋導程(mm), n - 螺紋頭數,t - 螺紋螺距(mm)。
絲杠廣泛應用于冶金,石化,電力,礦山機械,建筑機械,工路工程機械,鋼鐵,鐵路,精密機床、磨床、精密測試儀、工業機器人、定位承載裝置、塑料機械、檢查裝置、工程機械、包裝機械、紡機、清洗機等、半導體制造設備、光纖傳輸裝置、激光加工機械等。
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電動絲桿由驅動電機、減速齒輪、螺桿、螺母、導套、推桿、滑座、彈簧、外殼及渦輪、微動控制開關等組成,電動絲桿是一種新型的電動執行機構,在一定范圍行程內作往返運動,一般電動絲桿標準行程在,100,150,200,250,300,350,400mm,特殊行程也可根據不同應用條件要求設計定做。
電動絲桿可以根據不同的應用負荷而設計不同推力的電動絲桿,一般其推力可達20kN,空載運行速度為4~45mm/s,電動絲桿以24V/12V/220/380V直流/交流永磁電機為動力源,把電機的旋轉運動轉化為直線往復運動,推動一組連桿機構來完成風門、閥門、閘門、擋板等切換工作。
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