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滚珠丝杆副的结构及创新

首页 > 新闻中心 > 技术资料    发布时间:2014/4/8 20:00:57 点击量:

  1.适度增大滚珠丝杠副的导程Pn和螺纹头数是实现高速化的最佳选择

  我国早在1989年就完成了大导程滚珠丝杠副的“七五”攻关,螺旋升角为φ>9°~17°的大导程滚珠丝杠副已实现批量生产。但是由于螺纹磨床传动链误差“基因”的遗传,导程越大,导程精度很难提高。

  2.对滚珠进行改进

  在高速运动时,滚珠的自旋速度、公转速度、离心力都很大,滚珠相互间的撞击、进出反向机构的瞬间冲击力也很大。解决这个问题有四种方法:通过对滚珠链优化计算,适当减小滚珠直径;采用空心钢球,使用空心滚珠丝杠副可有效降低转动惯量,提高丝杠的转速;改变滚珠排列方式,将滚珠链中的滚珠按一大一小间隔排列;采用氮化硅陶瓷球。

  3.为滚珠添加保持器

  在丝杠中为滚珠添加保持器后,避免了滚珠体之间的直接摩擦,实现了静音、运行顺滑、润滑周期长、高速性、耐久性等效果。

  4.空心强冷

  在高速运转时,丝杠轴的热变形是加工误差的来源之一,为了提高系统刚性对丝杠轴预拉伸也会产生热量。解决发热问题的有效办法是将冷却液通入空心丝杠内部进行强制循环冷却,这还有助于减小高速运转时的惯性,增加丝杠轴的扭曲刚度。

  5.改进滚珠螺母结构

  (1)改进预加负荷的方式,对预紧力Fp实施动态控制。在高速运转时,为保持滚珠丝杠副在全行程范围内刚度和精度不发生变化,必须使Fp不丢失,动态预紧转矩Tp恒定。

  (2)滚珠在进出反向机构时,会重复产生布里涅耳(Brinell)效应,即布氏撞击耗损。因此,应针对高速的要求对循环反向机构进行优化设计:内循环反向结构及回珠槽曲线参数的优化,采用高含油、高密度纤维减摩材料使滚珠在循环时“软着陆”,外循环导珠管采用高强度厚壁优质合金材料、加大曲率半径、对管壁和管舌实施强化处理,反向器和导珠管在滚珠螺母体上的坐标位置优化布局等。

  (3)其他减振减噪措施有:在滚珠螺母体周边配置防噪声套管等。

  6.对滚珠丝杠副实施双电动机驱动

  用一个伺服电动机驱动滚珠丝杠轴,另一个伺服电动机以相反方向驱动由轴承支撑的滚珠螺母,这样工作台的进给速度几乎可提高一倍。

  7.改变驱动方式

  当丝杠行程很长时,可将“丝杠转动→螺母移动”的丝杠驱动方式改为“丝杠固定,螺母一边转动一边移动”的螺母驱动方式。

  8.改善滚珠丝杠副的摩擦特性

  在螺纹滚道、滚珠反向通道、钢球表面采用一种涂层可使高速运转时的摩擦力矩降低10%左右,明显减少钢球在非纯滚动的“滑移”过程中对螺纹滚道的擦伤,延长使用寿命

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