3-2 典型进给传动装置

第二节

典型进给传动装置一、滚珠丝杠螺母副

滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的传动装置。1.工作原理滚珠丝杠螺母副的结构原理1—螺母2—滚珠3—丝杠4—滚珠回路管道(1)传动效率高，摩擦损失小。滚珠丝杠副的传动效率η=0.92～0.96，(2)定位精度高，刚度好。(3)运动平稳，无爬行现象，传动精度高。(4)有可逆性，即丝杠和螺母都可以作为主动件。(5)磨损小，使用寿命长(6)制造工艺复杂。(7)不能自锁。2.滚珠丝杠副的特点(1)外循环3.滚珠丝杠螺母副的循环方式(2)内循环

滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环。始终与丝杠保持接触的称内循环。

内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种型式：圆柱凸键反向器、扁圆镶块反向器。4.滚珠丝杠螺母副间隙的调整(1)双螺母消隙常用的双螺母丝杠消除间隙方法有：1)垫片调隙式2)螺纹调整式3)齿差调隙式垫片调隙式2)螺纹调整式螺纹调整式的滚珠丝杠螺母副1、7—螺母2—返向器3—钢球4—螺杆5—垫圈6—圆螺母3)齿差调隙式齿差调隙式(2)单螺母消隙1)单螺母变位螺距预加负荷单螺母螺距预加负荷2)单螺母螺钉预紧

单螺母结构不仅具有很好的性能价格比，而且间隙的调整和预紧极为方便。单螺母螺钉预紧(3)国产滚珠丝杠螺母副的预紧方式如表4—2所示5.滚珠丝杠的支承与制动(1)支承方式滚珠丝杠在机床上的安装支承方式有以下几种：1)一端装推力轴承2)一端装推力轴承，另一端装向心球轴承3)两端装推力轴承4)两端装推力轴承及向心球轴承滚珠丝杠在机床上的支承方式一端装止推轴承一端装止推轴承，另一端装向心球轴承两端装止推轴承两端装止推轴承及向心球轴承接触角600的角接触球轴承

滚珠丝杠专用轴承，是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，接触角增大到600，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。

(2)制动方式1)制动方式①用具有刹车作用的制动电动机；②在传动链中配置逆转效率低的高减速比系统，如齿轮、蜗杆减速器等。此法系靠摩擦损失达到制动目的，故不经济；③采用超越离合器。④采用摩擦离合器2)制动结构6.滚珠丝杠的预拉伸丝杠的预拉伸1、7-支座2-轴3、6-推力轴承和滚针轴承4-调整套5-静圈8-螺母9-压盖带中空强冷的滚珠丝杠传动图7.滚球丝杠的安装

注意以下事项：

（1）丝杠的轴线必须和与之配套导轨的轴线平行，机床的两端轴承座与螺母座必须三点成一线。

（2）安装螺母时，尽量靠近支撑轴承。

（3）同时安装支撑轴承时，尽量靠近螺母安装部位。

（4）滚珠丝杠安装到机床时，请不要把螺母从丝杠轴上卸下来。如必须卸下来时要使用辅助套，螺母装卸时应注意以下几点：

①辅助套外径应小于丝杠底径0.1～0.2mm。

②辅助套在使用中必须靠紧丝杠螺纹轴肩。

③卸装时，不可使用过大力以免螺母损坏。

④装入安装孔时要避免撞击和偏心。滚球丝杠的安装步骤如表3—3所示。

滚珠丝杠副安装到时机床时，请不要把螺母从丝杠上拆下来。但在必须把螺母卸下来的场合时，要使用比丝杠底径小0.2～0.3mm安装辅助套筒。安装辅助套筒8.滚珠丝杠螺母副的维护（1)防护罩防护螺旋弹簧钢带套管防护防护套(防护罩防护)系列（2)密封圈防护密封圈防护

润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。润滑油为一般机油或90～180＃透平油、140＃或N15主轴油，而润滑脂一般采用锂基润滑脂。9.滚珠丝杠副的润滑二、静压丝杠螺母副1.工作特点和应用(2)静压丝杠的不足:(1)静压丝杠的主要优点:1)摩擦因数小，仅为0.0005。2)因油膜层大大减小反向时的传动问隙。3)提高机床的加工精度和表面粗糙度。4)丝杠的传动误差可比丝杠本身的制造误差还小。5)提高供油压力即可提高承载能力。1)需增加一套供油系统,对油液的清洁程度要求较高。2)有时需考虑必要的安全措施，2.工作原理

静压丝杠螺母副是在丝杠和螺母的螺旋面之间通入压力油，使其间保持一定厚度、一定刚度的压力油膜，因而丝杠和螺母之间为纯液体摩擦的传动副。静压丝杠螺母副工作原理静压丝杠螺母副结构图安装图式中:A—单个油腔在丝杠轴线垂直面内的有效承载面积；n—每扣螺纹单侧油腔数；Z—螺母的有效扣数。平衡条件近似地表示为：F=(P1-P2)AnZ三、电滚珠丝杠四、丝杠副的故障诊断2.丝杠副的故障诊断与排除实例1.丝杠副的故障诊断滚珠丝杠副故障诊断的方法。例3—2位置偏差过大的故障排除例3—3加工尺寸不稳定的故障排除例3—4加工尺寸存在不规则的偏差的故障排除

例3—5～例3—6位移过程中产生机械抖动的故障排除例3—7丝杠窜动引起的故障维修故障现象：某卧式加工中心出现ALM42l报警，即Y轴移动中的位置偏差量大于设定值而报警。

分析及处理过程：该加工中心使用FANUC0M数控系统，采用闭环控制。伺服电动机和滚珠丝杠通过联轴器直接联接。根据该机床控制原理及机床传动联接方式，初步判断出现ALM421报警的原因是Y轴联轴器不良。故障排除：对Y轴传动系统进行检查，发现联轴器中的胀紧套与丝杠联接松动，紧定Y轴传动系统中所有的紧定螺钉后，故障消除。例3—2位置偏差过大的故障排除故障现象：某加工中心运行九个月后，发生Z轴方向加工尺寸不稳定，尺寸超差且无规律，CRT及伺服放大器无任何报警显示。分析及处理过程：该加工中心采用三菱M3系统，交流伺服电动机与滚珠丝杠通过联轴器直接联接。根据故障现象分析故障原因可能是联轴器联接螺钉松动，导致联轴器与滚珠丝杠或伺服电动机间产生滑动。故障排除：对Z轴联轴器联接进行检查，发现联轴器的6只紧定螺钉都出现松动。紧固螺钉后，故障排除。例3—3加工尺寸不稳定的故障排除故障现象:由龙门数控铣削中心加工的零件，在检验中发现工件Y轴方向的实际尺寸与程序编制的理论数据存在不规则的偏差。例3—4加工尺寸存在不规则的偏差的故障排除分析及处理过程：1)检查Y轴有关位置参数，发现反向间隙、夹紧允差等均在要求范围内，故可排除由于参数设置不当引起故障的因素。2)检查Y轴进给传动链。(2)故障诊断(1)故障分析滚珠丝杠副的4种安装方式l—电动机2—弹性联轴器3—轴承4—滚珠丝杠5—滚珠丝杠螺母6—同步带轮7—弹性胀紧套8—锁紧螺钉安装千分表示意图1—主轴2—滚珠丝杠3—滚珠4—千分表例3—5位移过程中产生机械抖动的故障排除

故障现象：某加工中心运行时，工作台Y轴方向位移过程中产生明显的机械抖动故障，故障发生时系统不报警。

分析及处理过程：由于故障发生在Y轴方向，故可以采用交换法判断故障部位。通过交换伺服控制单元，故障没有转移，故故障部位应在Y轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。故障排除：换上新的同型号规格的轴承后故障排除。例3—6位移过程中产生机械抖动的故障排除

故障现象：某加工中心运行时，工作台X轴方向位移过程中产生明显的机械抖动故障，故障发生时系统不报警。分析及处理过程：可折卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器，单独通电检查电动机。

故障排除：折下滚珠丝杠螺母，发现螺母内的反向器处有脏物和小铁屑，因此钢球流动不畅，时有卡死现象。经过认真请洗和修理，重新装好，故障排除。例3—7丝杠窜动引起的故障维修

故障现象：TH638