車床滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整
日期: 2020-04-01 00:00 來源: 周氏數(shù)控 瀏覽:
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(1)螺紋滾道型面的形狀
螺紋滾道型面的形狀有很多種,目前國內(nèi)正式投產(chǎn)的,僅有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種,如下圖所示。滾珠與滾道型面接觸點法線與絲杠軸線的垂線之間的夾角,稱為接觸角。
車床滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整-螺紋滾道型面的形狀
(2)單圓弧型面
一般滾道的圓弧半徑要比滾柱的半徑稍大一些。對于單圓弧型面的螺紋滾道,接觸角是隨著軸向負(fù)載大小而變化的,當(dāng)軸向負(fù)載為零時,接觸角也為零;當(dāng)負(fù)載逐漸增大,接觸角也逐漸增大。實驗證明:當(dāng)接觸角增大時,傳動效率,軸向剛度,承載能力都隨之增大。
(3)雙圓弧型面
雙圓弧型面螺紋滾道的接觸角是不變的。在偏心距(e)決定后,滾珠與滾道的圓弧角接處,會有很小的空隙。這些空隙雖然能容納一些臟物,但不至于堵塞,反而對滾柱的滾動有利。從傳動效率,軸向剛度,承載能力等要求出發(fā),接觸角大一些好,但接觸角過大制造就會困難。一般接觸角為?45,滾道的圓弧半徑也同樣比滾柱的半徑稍大一些。我在設(shè)計中采用的是雙圓弧型面。
滾珠的循環(huán)方式
目前國內(nèi)常用的滾珠循環(huán)方式由外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。
(1)外循環(huán)方式
如圖所示為外循環(huán)方式,滾柱在循環(huán)過程中與絲杠脫離接觸,通過外面的循環(huán)回路稱為外循環(huán)(W系列)。這種外循環(huán)是直接在螺母的外圓上銑出螺旋槽,用擋珠器從螺母內(nèi)部切斷螺紋滾道,擋珠滾珠的去路,迫使?jié)L珠導(dǎo)入通向外圓螺旋槽中,構(gòu)成了外面的旋環(huán)回路。外循環(huán)的結(jié)構(gòu)和制造較為簡單容易,因此應(yīng)用較廣,他可以制成單列或式雙列兩種的結(jié)構(gòu)形式。
車床滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整-螺紋外循環(huán)方式
(2)內(nèi)循環(huán)方式
滾柱在循環(huán)過程中與絲杠始終保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)(N系列),如圖所示。這種內(nèi)循環(huán)是在螺母外側(cè)孔中裝了一個接通相鄰滾道的反向器,借助這個反向器迫使?jié)L珠翻過絲杠的牙頂,而進(jìn)入相鄰的滾道。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副回路短,工作滾珠數(shù)目少,結(jié)構(gòu)尺寸緊湊,流暢性好,摩擦磨損小,傳動效率高,軸向剛度和承載能力都較高,具有一系列優(yōu)點。因此,我在本設(shè)計中采用的都是內(nèi)循環(huán)方式。
滾珠絲杠轉(zhuǎn)動不靈活故障
某
數(shù)控車床的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動不靈活,工作時有爬行現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)絲杠螺母軸線與導(dǎo)軌不平行。調(diào)節(jié)螺母的支座位置使之平行,則故障排除。滾珠絲杠轉(zhuǎn)動不靈活故障原因及排除方法有以下幾種:
(1)絲杠彎曲變形。排除方法為:校直絲杠。
(2)絲杠與導(dǎo)軌不平行。排除方法:調(diào)整絲杠支座位置,使絲杠與導(dǎo)軌平行。
(3)軸向預(yù)加載荷太大。排除方法:調(diào)整軸向間隙和預(yù)加載荷。
(4)螺母軸線與導(dǎo)軌不平行。排除方法:調(diào)整螺母座的位置,使螺母軸線與導(dǎo)軌平行。
滾珠絲杠副的噪聲故障
某數(shù)控車床的滾珠絲杠工作時噪聲大,拆卸檢查后發(fā)現(xiàn),絲杠支承軸承跑內(nèi)圈,同時有兩個滾珠破損,更換軸承后故障消除。滾珠絲杠副噪聲大的故障原因及排除方法有以下五種:
(1)滾珠絲杠副滾珠有破損。排除方法:更換新滾珠。
(2)絲杠潤滑不良。排除方法:改善潤滑條件,使?jié)櫥土砍渥恪?/div>
(3)絲杠支承軸承可能破損。排除方法:更換破損軸承。
(4)電動機與絲杠聯(lián)軸器松動。排除方法:擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘。
(5)絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不良。排除方法:調(diào)整軸承壓蓋,使其壓緊軸承端面外滾道。
滾珠絲杠引起的工作臺故障
某數(shù)控車床,以自動或手動方式運行時,發(fā)現(xiàn)工作臺Y軸方向位移過程中產(chǎn)生明顯的機械抖動故障,故障發(fā)生時系統(tǒng)不報警,故障分析如下:
(1)因故障發(fā)生時系統(tǒng)不報警,同時觀察CRT顯示出來的Y軸位移脈沖數(shù)字量的變化速率均勻,故可排除系統(tǒng)軟件參數(shù)與硬件控制電路的故障影響。
(2)因故障發(fā)生在Y軸方向,故可采用交換法判斷故障部位,即利用數(shù)據(jù)伺服系統(tǒng)中那些電路參數(shù)及功能基本相同的控制憂PCB板(印制電路板)、功能模塊、集成電路芯片、功率驅(qū)動板、電動機或其他零部件,按診斷維修要求,進(jìn)行有序的相互交換、對比等方法,觀察與測量
數(shù)控機床工作臺軸向運行情況的變化,尤其是故障的軸向轉(zhuǎn)移變化情況,從而達(dá)到快速分析、判斷與確定故障部位的方法。經(jīng)交換法檢查判斷,故障部位在Y軸直流伺服電動機與絲杠傳動鏈路一側(cè)。
(3)脫開撓性聯(lián)軸器后,可采用扳手轉(zhuǎn)動滾珠絲杠進(jìn)行手感檢查。通過手感檢查,可感覺到這種抖動故障的存在,且絲杠的全行程范圍均有這種異?,F(xiàn)象,故懷疑滾珠絲杠副及有關(guān)支承有問題。
滾珠絲杠會產(chǎn)生哪些障礙
(4)為區(qū)分機電故障,可拆開電動機與滾珠絲杠間的撓性聯(lián)軸器,單獨對電動機進(jìn)行通電檢查判斷,這種通電檢查要在手動方式下進(jìn)行。檢查結(jié)果表明,電動機運轉(zhuǎn)時無振動現(xiàn)象,顯然故障部位在機械傳動鏈路內(nèi)。
(5)將滾珠絲杠拆開檢查,發(fā)現(xiàn)絲杠+Y方向的平面軸承有問題,在其軌道表面上呈現(xiàn)明顯的壓印痕跡。將損傷的軸承更換后,故障排除。
(6)故障分析。Y軸方向上平面軸承出現(xiàn)的壓印痕跡,只有在受到絲杠的軸向沖擊力時才有可能產(chǎn)生,對拆卸結(jié)果進(jìn)行分析,故障只有在+Y軸方向發(fā)生超程時才可能產(chǎn)生。為防止上述故障再次發(fā)生,須仔細(xì)檢查+Y軸方向上的減速、限位行程開關(guān)是否存在機械松動或電氣失靈故障。
滾珠絲杠副的維護(hù)與保養(yǎng)
(1)軸向間隙的消除。
滾珠絲杠副拆裝后,為保證反向傳動精度和軸向剛度,必須消除軸向間隙。雙螺母滾珠絲杠副消除間隙的方法為,利用兩個螺母的相對軸向位移,使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺紋滾道的兩個相反的側(cè)面上。用這種方法預(yù)緊消除軸向間隙時,應(yīng)注意預(yù)緊力不宜過大,否則會使空載力矩增加,從而降低傳動效率。
(2)滾珠絲杠副的潤滑。
可用潤滑脂和潤滑油潤滑。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi),而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。應(yīng)每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次,清洗絲杠上的舊潤滑脂,涂上新的潤滑脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副,可在每次機床工作前加油一次。
(3)滾珠絲杠副的防護(hù)。
滾珠絲杠副應(yīng)避免灰塵或切屑、污物等進(jìn)入。如果滾珠絲杠副在機床上外露,應(yīng)采用防護(hù)罩封閉,如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管或折疊式套管等。安裝時將防護(hù)罩的一端連接在滾珠螺母的端面,另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲杠處于隱蔽的位置,則可采用密封圈防護(hù),將密封圈裝在螺母的兩端。接觸式密封圈防塵效果好,但因有接觸壓力,使摩擦力矩略有增加。非接觸密封可避免摩擦力矩,但防塵效果稍差。工作時耍避免碰擊防護(hù)裝置,防護(hù)裝置有損壞要及時更換。
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