数控车床滚珠丝杠螺母副的诊断与维修两例

1、数控车床滚珠丝杠螺母副的诊断与维修两例滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的新 型传动装置，其结构原理是在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋 槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺母滚道。螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺母滚道的两端连接起来， 构成圭寸闭的循环 滚道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自 转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母轴向移动。 珠丝杠螺母副具 有传动效率高、摩擦损失小、运动平稳、传动精度高以及给予适 当预紧，可消除丝杠和螺母间隙、 反向时无空行程、定位精度高、 使用寿命长等特点。因此，被广泛用于数控机床等高精度设备的 进给传动链中。滚珠丝杠螺母副常见故障表现

2、有以下几种现象：故障现象一：加工零件粗糙度值过高。造成此类故障首先考虑是否是由于导轨的润滑油不足，致使溜板爬行造成的；其次是滚珠丝杠螺母有局部磨损或损坏造成运 动不平稳。故障现象二：反向误差大，加工精度不稳定。这类故障往往是由于丝杠联轴器松动、 丝杠滑板配合过松及 润滑油不足造成的。故障现象三：滚珠丝杠在运转中扭矩过大。坏、丝杠卡死及润滑油不足造成的故障现象四：滚珠丝杠螺母副噪声。 噪声主要走来源于滚珠丝杠轴承压盖压合不良、 丝杠与滑板 配合过松、电动机与丝杠联轴器松动、滚珠破损。笔者根据下列两例典型的故障， 简要分析故障产生的原因及 解决方法。典例一：一台型号为 CJK6140H数控车床加工

3、过程中发现 Z 轴反向误差大，加工精度不稳定。同时，快速移动 Z 轴时，伴随 的有噪声。通过对Z轴重复定位精度检测发现 Z轴误差在0.26mm 左右。故障分析与解决： 作为维修人员， 首先想到的是这台数控车 床已经使用五年左右， 可能是丝杠轴滑板配合压板及楔铁长期磨 损造成配合间隙过大引起的。 笔者重新调整或研磨大滑板前后压 板并对中滑板楔铁适当预紧，并用 0.03m m塞尺进行检测。笔者 重新开机试机后发现问题依然存在。 笔者此时可以确认是滚珠丝 杠螺母副和联轴器的问题。 于是，笔者用手握住Z轴丝杠来回转 动，并未发现异常。为了确保此处没有问题，笔者又打开Z轴伺服电机及Z轴防护罩，首先确认联

4、轴器并没有松动， 然后笔者松 开丝母与滑板连接螺钉， 让丝母与滑板脱离， 笔者此时发现两个 产生该故障的主要原因：（ 1）滚珠丝杠螺母副的左右两螺母已 经松动；（ 2）丝杠长期没有润滑已经锈迹斑斑。这告诉我们： 造成双螺母的松动原因是由于润滑不良导致滚珠和丝杠磨损。 处 理这个问题首要做的是检查并恢复此处以及整个机床润滑系统， 其次才是调隙。通过图示，可以看出该滚珠丝杠螺母副是采用双螺母垫片调 隙式结构， 这种结构可以通过调整垫片的厚度使左、 右两压铆螺 母柱产生轴向相对位移，即可达到消除间隙和产生预紧力的作 用。对于双螺母垫片调隙式结构的滚珠丝杠螺母副， 一般以反向 间隙大小作为加厚垫片厚度

5、的依据。 通过加厚垫片消除间隙， 滚 珠与丝杠的接触面积将有所减小，但不影响其正常使用。于是， 笔者松开螺钉，拿下压板，将垫片取下，按照该垫片形状加工了 一个比现有垫片厚0.26m m的垫片，安装完成好后，再次试机，Z 轴误差已被控制。典例二：一台型号为CKA6136的数控车床在加工过程中， 现 在X轴坐标值改变但X轴滑板不动，查看Z轴正常。故障分析与解决：出现这种情况，只有两方面原因：（ 1） 连接X轴电机与丝杠的同步带折断；（2）就是X轴的丝杠折断。笔者打开X向滑板防护罩，同步带没有折断。松掉滑板上四 个锁紧螺钉，移开滑板，的确是 X轴丝杠折断，同时发现，滑板 与螺母之间的垫片在丝杠下面。 询问操作工得知， 半个月前这台 数控车床由于丝杠上面的轴承磨损， 机修工把丝杠拆卸后更换过 轴承。造成丝杠折断的原因就是由于机修工在安装过程中垫片脱 落，使丝杠被锁紧螺钉高高抬起，从而导致丝杠扭断。这种情况唯一的解决方法就是更换滚珠丝杠螺母副以上关于滚珠丝杠螺母副的故障提醒我们：润滑系统直接影 响滚珠丝杠螺母的正常工作。 所以，在数控机床的日常维护和保 养中，首先要确保机床润滑系统。对于丝杠螺母的润滑，如果采 用油脂，则定期润滑；如果使用润滑油时则要