滾珠絲杠穩(wěn)定性與支撐方式息息相關(guān)
制造業(yè)仍是一個(gè)地區(qū)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵支柱，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)外制造業(yè)的關(guān)注與期望大幅提高，工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025、先進(jìn)制造技術(shù)等新興詞匯應(yīng)運(yùn)而生。目前，機(jī)床作為正向智能化、生態(tài)化、客戶化和軟硬結(jié)合等方向發(fā)展。高速滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)保障和提高整個(gè)數(shù)控機(jī)床的加工精度、工作效率和綜合性能起到了至關(guān)重要的作用。只有提高進(jìn)給系統(tǒng)的控制性能，才能有效地提高制造加工精度，因此，研究滾珠絲杠高速進(jìn)給系統(tǒng)的控制技術(shù)顯得意義重大。滾珠絲杠是數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)部件之一，因其傳動(dòng)效率較高、定位精度高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床和各種自動(dòng)化設(shè)備上。滾珠絲杠構(gòu)成部分包括絲杠、螺母、滾珠和反相器。滾珠絲杠的主要原理是在絲杠表面和螺母表面有一圈凹陷的圓弧形螺紋滾道，滾珠沿著螺紋滾道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且可以通過反相器循環(huán)，這一過程可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母沿絲杠軸運(yùn)動(dòng)。
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要獲得較高的傳動(dòng)剛度，除了加強(qiáng)鋼珠絲杠螺母本身的剛度之外，滾珠絲杠正確的安裝及其支撐的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。為了提高支撐的軸向剛度，選擇適當(dāng)?shù)臐L動(dòng)軸承也是十分重要的。國(guó)內(nèi)目前主要采用兩種混合方式：一種是把向心軸承和圓錐軸承的組合使用，其結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是周香港杜不足；另外一種是把推力軸承或向心推力軸承和向心軸承組合使用，其軸向剛度有了提高，但增大了軸承的摩擦，阻力和發(fā)熱而且增加了軸承支架的結(jié)構(gòu)尺寸。
現(xiàn)在軸承已經(jīng)有一種滾珠絲杠專用軸承，這是一種能夠承受很大軸向力的特殊向心推力球軸承，與一般的向心推力球軸承相比，接觸角增大到60°，增加了滾珠的數(shù)目并相應(yīng)減小滾珠的直徑。這種新結(jié)構(gòu)的軸承比一般軸承的軸向剛度提高了兩倍以上，而且使用十分方便，只要選配好內(nèi)外環(huán)厚度，裝配時(shí)只要用螺母和端蓋將內(nèi)環(huán)外環(huán)壓緊，可以直接獲得調(diào)好的預(yù)壓。
滾珠絲杠安裝方式常用的有三種：“雙錐-自由”方式：絲杠一端固定，另一端自由。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力。這種支撐方式軸承能力小、軸向剛度低，用于行程小的短絲杠。
“雙推-支撐”方式：絲杠一端固定，另一端支撐。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力；支撐端軸承支承受徑向力，而且能做微量的軸向浮動(dòng)，可以避免或減少絲杠因自重而出現(xiàn)的彎曲。同時(shí)絲杠受熱變形時(shí)可以自由的向一端伸長(zhǎng)。適用于中速、精度較高的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。
“雙推-雙推”的方式：絲杠兩端均固定。固定端軸承都可以同時(shí)承受軸向力和徑向力，這種支撐方式，可以對(duì)絲杠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)拉力，提高絲杠支撐剛度，可以部分補(bǔ)償絲杠的熱變形。此支撐方式適合用于高剛度、高速度、高精度和精精密滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。
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