滾珠絲杠簡介及其在數(shù)控機(jī)床上的使用

1、滾珠絲杠簡介及其在數(shù)控機(jī)床上的使用摘要滾珠絲杠以其傳動效率高、精度好，精度保持性強(qiáng)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，但是常常由于使用、維修、維護(hù)不當(dāng)?shù)仍?，造成無法滿足加工精度要求，本文根據(jù)滾珠絲杠副的特點(diǎn)，及歷年來對數(shù)控機(jī)床的維修，通過對滾珠絲杠損壞原因的分析，并結(jié)合詳細(xì)維修案例，闡述了滾珠絲杠在數(shù)控機(jī)床上的使用，及其如何延長滾珠絲杠的使用壽命。關(guān)鍵詞功能部件數(shù)控機(jī)床滾動導(dǎo)軌副滾珠絲杠副數(shù)控系統(tǒng)滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和開展，這項(xiàng)開展的重要意義就是將軸承從滾

2、動動作變成滑動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲桿被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床和精細(xì)儀器。滾珠絲桿的特點(diǎn)：1、與滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩為1/3滾珠絲桿的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運(yùn)動,所以能得到較高的運(yùn)動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩到達(dá)1/3以下,即到達(dá)同樣運(yùn)動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。2、高精度軸承的保證滾珠絲桿是用日本制造的世界最高程度的機(jī)械設(shè)備連接消費(fèi)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度濕度進(jìn)展了嚴(yán)格的控制,由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。3、微進(jìn)給可能滾珠絲桿由于是利用滾珠運(yùn)動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)

3、滑動運(yùn)動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的微進(jìn)給。4、無側(cè)隙、剛性高滾珠絲桿可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙到達(dá)負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。5、高速進(jìn)給軸承可能滾珠絲桿由于運(yùn)動效率高、發(fā)熱孝所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動)。精度公差:10,7,5,3,2,1-數(shù)字越小，精度越高。但在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常由于工作人員對絲杠的性能不理解或保養(yǎng)不夠等原因，造成絲杠副的故障或損壞，從而對機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動造成各種影響：1過載問題滾珠絲杠副進(jìn)給傳動的光滑狀態(tài)不良、軸向預(yù)加載荷太大、絲杠與導(dǎo)軌不平行、螺母軸線與導(dǎo)軌不平行、絲杠彎曲變

4、形時，都會引起過載報(bào)警。一般會在RT上顯示伺服電動機(jī)過載、過熱或過流的報(bào)警，或在電柜的進(jìn)給驅(qū)動單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動單元過載、過流信息。2竄動問題竄動問題是滾珠絲杠副進(jìn)給傳動的光滑狀態(tài)不良、絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好、滾珠絲杠副滾珠有破損、絲杠支承軸承可能破裂、軸向預(yù)加載荷太小，使進(jìn)給傳動鏈的傳動間隙過大，引起絲杠傳動時的軸向竄動。3爬行問題爬行問題一般發(fā)生在啟動加速段或低速進(jìn)給時，多因進(jìn)給傳動鏈的光滑狀態(tài)不良、外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，如連接松動或聯(lián)軸器本身缺陷，如裂紋等，會造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動和伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)

5、動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。對于絲杠引起故障如何進(jìn)展處理呢，下面我們來對它進(jìn)展一下分析和總結(jié)，以確定我們的維修思路。滾珠絲杠副常見的故障會引起數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動誤差，而進(jìn)給運(yùn)動誤差表如今由滾珠絲杠副的工作狀況上，反映為噪聲過大、運(yùn)動不靈敏。下面就這兩種故障現(xiàn)象進(jìn)展簡要分析。1故障現(xiàn)象1滾珠絲杠副噪聲過大見表3-12故障現(xiàn)象2滾珠絲杠運(yùn)動不靈敏見表3-2下面我們再來看兩個實(shí)例：1.一臺V850FANU0-D系統(tǒng)加工中心，在工作中發(fā)現(xiàn)Y軸加工尺寸老是不穩(wěn)定，偶而還會出現(xiàn)409#報(bào)警。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)Y軸絲杠鎖緊螺母松動，打緊后重新安裝，試加工，不再出現(xiàn)409#報(bào)警，但加工尺寸還是不太穩(wěn)定，再次檢查Y軸絲

6、杠，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，將其從機(jī)床上取下，用手轉(zhuǎn)動螺母副，發(fā)現(xiàn)螺母副間隙過大，明顯看到有晃動現(xiàn)象。分析原因并再次檢查絲杠光滑系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)光滑油管斷裂，不能有效進(jìn)展光滑，更換油管及絲杠，重新安裝，故障排除。2一臺V85FANU0I加工中心，X軸在工作中出現(xiàn)噪音大，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)軸承座密封損壞導(dǎo)致絲杠軸承銹蝕，需更換軸承，工作人員進(jìn)更換，但更換后試機(jī)，發(fā)現(xiàn)X軸運(yùn)動到原點(diǎn)附近就出現(xiàn)過熱報(bào)警并伴隨有嗡嗡聲音，檢查參數(shù)未發(fā)現(xiàn)什么問題，對剛剛更換過程進(jìn)重新檢查，發(fā)現(xiàn)工作人員在更換軸承時，無意將遠(yuǎn)端軸承座上下調(diào)換了方向，因?yàn)檩S承座方向不同時它的上下不同，致使軸承座與絲杠不同軸，螺母副遠(yuǎn)離該軸承座時絲杠尚能轉(zhuǎn)動，當(dāng)靠

7、近這個位置時因不同軸致使絲杠受力過大，從而產(chǎn)生報(bào)警。重新安裝軸承座后，故障排除由上面的分析及實(shí)例可以看出，絲杠的故障均由于維護(hù)保養(yǎng)不到位引起的，下面我們來談一下絲杠的保養(yǎng)及維護(hù)：滾珠絲杠副的光滑在使用滾珠絲杠副時，必需要有足夠的光滑，假設(shè)光滑不夠，將導(dǎo)致摩擦和磨損的增加，造成故障或壽命縮短等。光滑不良可同時引起數(shù)控機(jī)床多種進(jìn)給運(yùn)動的誤差，因此，滾珠絲杠光滑是日常維護(hù)的主要內(nèi)容。使用光滑劑可進(jìn)步滾珠絲杠耐磨性及傳動效率。光滑劑可分為光滑油和光滑脂兩大類。光滑油一般為全損耗系統(tǒng)用油一般情況下，用于滾動軸承的礦物油都適用。特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油光滑比脂光滑佳，這時滾珠絲杠副的溫升較校用光滑油光滑

8、的滾珠絲杠副可在每次機(jī)床工作前加油一次。光滑脂可采用鋰基光滑脂。光滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而光滑油那么經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對滾珠絲杠上的光滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊光滑脂，涂上新的光滑脂，采用脂光滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動系統(tǒng)在一段很長時間后才需進(jìn)展補(bǔ)充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充光滑的裝置。補(bǔ)充光滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半?？梢允褂盟懈呒墲L動軸承光滑脂，但要注意光滑脂廠家的說明和提示2.絲杠支承軸承的定期檢查定期檢查絲杠支承與床身的連接是否松動，連接件是否損壞，以及絲杠支承軸承的工作狀態(tài)與光滑狀態(tài)。3.滾珠絲杠副的防護(hù)滾

9、珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應(yīng)防止硬質(zhì)灰塵或切屑污物進(jìn)入，因此，必須裝有防護(hù)裝置。假設(shè)滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，那么應(yīng)采用封閉的防護(hù)罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時，將防護(hù)罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。假設(shè)滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，那么可采用密封圈防護(hù)，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可防止摩擦力矩，但防塵效果差。工作中應(yīng)防止碰擊防護(hù)裝置，防護(hù)裝置一有損壞應(yīng)及時更換。安裝及本卷須知滾珠絲杠副是精細(xì)的傳動單元，安裝滾珠絲杠副需要專門的技能和正確的測量設(shè)施。一般情況下，滾珠絲杠副的直線性偏向用手是感覺不到的，而滾珠絲杠徑向力及偏心力那么由