淺談滾珠絲桿的安裝、防護(hù)及間隙調(diào)整

楊天云

摘 要：隨著數(shù)控機(jī)床和加工中心工作精度要求的日益提高，主機(jī)上的安裝精度也逐漸成為裝配中的突出問題，為了達(dá)到機(jī)床坐標(biāo)位置精度的要求，必須提高滾珠絲杠副在機(jī)床上的安裝精度。

關(guān)鍵詞：滾珠絲桿；安裝；防護(hù)；間隙調(diào)整

滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件，它是一種精密、高效率、高剛度、高壽命且節(jié)能省電的先進(jìn)傳動(dòng)元件，可將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，但制造成本高，廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床及加工中心進(jìn)給系統(tǒng)中來改善摩擦特性，為主機(jī)的高效高速化提供了良好的條件。

一、 滾珠絲桿安裝

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)滾珠絲杠螺母本身的剛度之外，滾珠絲杠正確的安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。螺母座、絲杠端部的軸承及其支承加工的不精確性和它們?cè)谑芰χ蟮倪^量變形，都會(huì)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度帶來影響。因此，螺母座的孔與螺母之間必須保持良好的配合，并應(yīng)保證孔對(duì)端面的垂直度，在螺母座上應(yīng)當(dāng)增加適當(dāng)?shù)慕畎?，并加大螺母座和機(jī)床結(jié)合部件的接觸面積，以提高螺母座的局部剛度和接觸剛度。滾珠絲杠的不正確安裝以及支承結(jié)構(gòu)的剛度不足，還會(huì)使?jié)L珠絲杠的使用壽命大為下降。為了提高支承的軸向剛度，選擇合適的滾動(dòng)軸承。

滾珠絲杠螺母副僅用于承受軸向負(fù)荷，徑向力、彎矩會(huì)使?jié)L珠絲杠螺母副附加表面接觸應(yīng)力等負(fù)荷，從而可能造成絲杠的永久性損壞。正確的安裝是有效維護(hù)的前提。安裝時(shí)用芯軸和定位套將兩端支承軸承座及中間絲母座連接在一起校正、用百分表將芯軸軸線與機(jī)床導(dǎo)軌找正平行并芯軸傳動(dòng)自如輕快。

1、滾珠絲杠螺母副安裝到機(jī)床時(shí)的裝配操作步驟如下：

（1）將與安裝絲杠相關(guān)的零件（軸承、軸承座、聯(lián)軸器、軸承盒）清洗干凈，去刺、倒角、攻絲。

（2）刮研電機(jī)座和軸承座。

（3）安裝電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器。

（4）找正芯軸裝入電機(jī)座中，再將軸承盒裝入軸承座中，按照對(duì)角線的原則均勻預(yù)緊螺釘。

（5）將百分表的磁性表座安裝在滑塊上，表安裝在表?xiàng)U上將表頭分別放在兩軸承支座的最高點(diǎn)測量軸承支座的等高度。

（6）將百分表的表頭放在絲杠的凸端分別在絲杠的前中后3個(gè)地方進(jìn)行檢測絲杠與導(dǎo)軌的平行度。

（7）按裝配順序擰緊螺釘。

（8）將工作臺(tái)放在滑塊上對(duì)準(zhǔn)孔，并從螺母副的螺釘緊固起按照對(duì)角線的原則進(jìn)行緊固（螺母不得露出孔外）。

2、滾珠絲杠的安裝方式

一端固定、一端自由的安裝方式適用于轉(zhuǎn)速較低、滾珠絲杠較短的情況。兩端游動(dòng)是一種常見的安裝方法，適用于中等轉(zhuǎn)速的情況。一端固定、一端游動(dòng)則適用于中等轉(zhuǎn)速、需要高精度運(yùn)行的場合。而兩端固定的安裝則適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)、需要高精度運(yùn)行的場合。

二、滾珠絲杠螺母副的防護(hù)

1）若滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(yīng)采用防護(hù)罩防護(hù)：用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管、錐形套管、折疊式的塑料或人造革等形式的防腐蝕及耐油的防護(hù)罩。

2）如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈對(duì)螺母進(jìn)行密封，密封圈厚度為螺母的2—3倍，裝在滾珠螺母的兩端。密封圈有接觸式和非接觸式兩種。

三、調(diào)整滾珠絲杠間隙的方法主要有一下三種方法：

1、墊片調(diào)隙式：

通常用螺釘來連接滾珠絲杠兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片。調(diào)整墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，以達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)拉緊力的目的。

這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能精確地調(diào)整預(yù)緊量，構(gòu)造簡單、可靠性好、剛度高以及裝卸方便。但調(diào)整費(fèi)時(shí)，并且在工作中滾道磨損時(shí)不能隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，除非更換厚度不同的墊片，如圖1所示。

2、螺紋調(diào)隙式：

其中一個(gè)螺母的外端有凸緣而另一個(gè)螺母的外端沒有凸緣而制有螺紋，它伸出套筒外，并用兩個(gè)圓螺母固定著。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，即可消除間隙，并產(chǎn)生預(yù)拉緊力，調(diào)整好后再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊，如圖2所示。

滾珠絲桿螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)）。通過改變墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，從而使兩個(gè)螺母分別與絲桿的兩側(cè)面貼合。當(dāng)工作臺(tái)反向時(shí)，由于消除了側(cè)隙，工作臺(tái)會(huì)跟隨CNC的運(yùn)動(dòng)指令反向而不會(huì)出現(xiàn)滯后。

這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是調(diào)隙方式結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，滾道磨損時(shí)可隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，但預(yù)緊量不很準(zhǔn)確。

3、齒差調(diào)隙式：

在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱齒輪，兩者齒數(shù)相差一個(gè)齒，并裝入內(nèi)齒圈中，內(nèi)齒圈用螺釘或定位銷固定在套筒上。調(diào)整時(shí)，先取下兩端的內(nèi)齒圈，當(dāng)兩個(gè)滾珠螺母相對(duì)于套筒同方向轉(zhuǎn)動(dòng)相同齒數(shù)時(shí)，一個(gè)滾珠螺母對(duì)另一個(gè)滾珠螺母產(chǎn)生相對(duì)角位移，從而使?jié)L珠螺母對(duì)于滾珠絲杠的螺旋滾道相對(duì)移動(dòng)，達(dá)到消除間隙并施加預(yù)緊力的目的，如圖3所示。

這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是調(diào)隙方式能精確微調(diào)預(yù)緊量，工作可靠，滾道磨損時(shí)調(diào)整方便。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于需獲得準(zhǔn)確預(yù)緊力的精密定位系統(tǒng)。

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