滾珠絲杠的安裝及間隙調(diào)整方法

 滾珠絲杠副是絲杠與螺母之間以滾珠為滾動(dòng)體的絲杠傳動(dòng)元件。是一種精密、高效、高剛性、長(zhǎng)壽命、節(jié)能省電的先進(jìn)傳動(dòng)元件，可將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，特別是在數(shù)控機(jī)床和加工中心，為主機(jī)的高效率、高速度提供了良好的條件。

 隨著數(shù)控機(jī)床和加工中心對(duì)精度要求的不斷提高，滾珠絲杠副的高精度成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，主機(jī)上的安裝精度逐漸成為裝配中的突出問(wèn)題。為了達(dá)到機(jī)床坐標(biāo)定位精度的要求，減少滾珠絲杠的纏繞，防止徑向和偏置載荷，減少滾珠絲杠軸各環(huán)節(jié)的溫升和熱變形，最大限度地減少傳遞伺服電機(jī)的扭矩，提高機(jī)床連續(xù)運(yùn)行的可靠性，因此，需要提高滾珠絲杠副在機(jī)床上的安裝精度。

 滾珠絲杠副常用的安裝方式通常有以下幾種：雙推-自由方式；雙推-支承方式；雙推-雙推方式。

大型臥式加工中心是一種高性能、高剛性、高精度機(jī)電一體化的高效加工設(shè)備。是加工各種高精度傳動(dòng)箱零件等大型模具的理想加工設(shè)備。它的三個(gè)坐標(biāo)方向均由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)絲杠，三個(gè)坐標(biāo)方向即X、Y、Z具有較大的工作行程。

 由于滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，滾珠絲杠副在主機(jī)上的三個(gè)方向的安裝變得尤為關(guān)鍵。

 滾珠絲杠的安裝按照傳統(tǒng)工藝方法一直是用心軸和定位套將支撐軸承座和中間絲杠螺母座的兩端連接在一起進(jìn)行校準(zhǔn)，并使用百分表使心軸的軸線(xiàn)與機(jī)床導(dǎo)軌對(duì)齊。并使心軸傳動(dòng)自如、輕快。

 這種安裝方式更方便應(yīng)用于三坐標(biāo)方向行程較小的小型數(shù)控機(jī)床和加工中心。由于心軸與定位套、定位套與兩端支撐的軸承孔、中間螺母座孔之間存在間隙，安裝后支撐軸承孔與螺母座孔的同軸度誤差往往較大，導(dǎo)致滾珠絲杠繞組增加、徑向偏置載荷增加、滾珠絲杠軸各環(huán)節(jié)溫度升高、熱變形增加、傳動(dòng)增加等一系列嚴(yán)重后果。扭矩，導(dǎo)致伺服電機(jī)過(guò)載和過(guò)熱。系統(tǒng)報(bào)警，影響機(jī)床的正常運(yùn)行。

 另外，兩端軸承孔與中間螺絲孔的實(shí)際差異無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，從而影響進(jìn)一步的精確調(diào)整。對(duì)于三坐標(biāo)方向行程較大的數(shù)控機(jī)床和加工中心，由于所需的心軸大多在1500mm以上，加工難度大，精度難以保證。因此，不可能采用心軸與定位套相匹配的對(duì)中方法進(jìn)行滾珠絲杠副安裝。在某型臥式加工中心生產(chǎn)中，由于機(jī)床三坐標(biāo)行程較大，在采用傳統(tǒng)工藝安裝過(guò)程中，滾珠絲杠由于兩端軸承孔同軸度過(guò)大造成端部和中間的螺母座孔。徑向載荷和偏置載荷增大，伺服電機(jī)經(jīng)常過(guò)載、過(guò)熱，伺服系統(tǒng)報(bào)警，使機(jī)床無(wú)法連續(xù)運(yùn)行。

 采用其他裝配方式，如使用動(dòng)鞍座，縮短螺母座與軸承座之間的距離，將螺母座和軸承座兩端分別對(duì)中，因?yàn)閮啥涡枰謩e對(duì)中，加檢棒與檢套的配合間隙在實(shí)際應(yīng)用中并不理想，上述問(wèn)題也同樣存在。

通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)研究，經(jīng)過(guò)反復(fù)探索和生產(chǎn)驗(yàn)證，得出了比較可靠的組裝工藝方法。

 首先用一體式專(zhuān)用芯軸對(duì)螺母座孔進(jìn)行修正，使與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、橫向平行度在0.01/1000以?xún)?nèi)；固定好螺母座后，用專(zhuān)業(yè)測(cè)量夾具實(shí)際測(cè)量螺母座孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正向和橫向距離；然后，軸承孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正向和橫向平行度也使用整體專(zhuān)用檢查桿在0.01/1000以?xún)?nèi)，并使用專(zhuān)用測(cè)量夾具實(shí)際測(cè)量軸承孔之間的正向和橫向距離要求基準(zhǔn)導(dǎo)軌與螺母孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正向和橫向距離一致，公差為0.01；固定軸承座。該方法采用一體式專(zhuān)用檢查桿，不僅長(zhǎng)度短，而且將芯棒和定位套合二為一，消除了芯棒與定位套的配合間隙，可靠地保證軸承孔、螺母座孔與導(dǎo)軌的平行度；通過(guò)實(shí)際距離的測(cè)量，也可靠地保證了兩端軸承支撐孔與螺母座孔的同軸度，從而減少了滾珠絲杠副的纏繞和徑向偏移載荷，提高了軸承的安裝精度。螺絲對(duì)。

 另外，在安裝滾珠絲杠的過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制滾珠絲杠的軸向運(yùn)動(dòng)，而這個(gè)技術(shù)指標(biāo)將直接影響滾珠絲杠支撐座的進(jìn)給量系統(tǒng)的傳輸位置精度。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證：首先，安裝伺服電機(jī)端的軸承座中的軸承應(yīng)組裝，該軸承在滾動(dòng)絲杠的傳動(dòng)過(guò)程中起主要作用，滾珠絲杠的軸向運(yùn)動(dòng)應(yīng)為控制在0.015和0.02之間。;然后將軸承裝在另一端的軸承座上，使軸向位移控制在0.01以?xún)?nèi)。這樣可以有效保證滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛性和精度。

 滾珠絲杠軸的預(yù)緊也是非常必要的。為了提高滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度，對(duì)絲杠軸進(jìn)行預(yù)拉伸是非常有效的。但由于絲桿截面不同，溫升值不易準(zhǔn)確設(shè)定，計(jì)算依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)。由此產(chǎn)生的預(yù)緊力只能作為參考。

在生產(chǎn)中，經(jīng)常對(duì)目標(biāo)值在負(fù)方向的滾珠絲杠軸進(jìn)行預(yù)拉伸，使機(jī)床工作臺(tái)定位精度曲線(xiàn)的方向接近水平。在生產(chǎn)中，采用上述新工藝方法組裝的大型加工中心的滾珠絲杠在三個(gè)坐標(biāo)方向的空載扭矩和空載電流顯著降低，伺服電機(jī)和伺服系統(tǒng)工作正常.三個(gè)坐標(biāo)方向有伺服報(bào)警，機(jī)床可連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)以上。

 以上結(jié)果充分證明了新工藝方法可以有效保證滾珠絲杠副的安裝精度。此外，這種方法不受機(jī)床行程大小的限制。機(jī)床的行程越大，越能凸顯其優(yōu)勢(shì)，為大型數(shù)控機(jī)床和滾珠絲杠副在加工中心的安裝提供了一種有效可靠的方法。

調(diào)節(jié)滾珠絲杠間隙的方法主要有三種：

 1、墊片間隙類(lèi)型：

通常，滾珠絲杠的兩個(gè)螺母的法蘭連接用螺釘，法蘭安裝在法蘭上。添加墊片調(diào)整墊圈的厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移，消除間隙，產(chǎn)生預(yù)緊力。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、剛度高、安裝拆卸方便。但調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作中不能隨意調(diào)整，除非更換不同厚度的墊片。

 2、螺紋游隙型：

一個(gè)螺母的外端有法蘭，另一個(gè)螺母的外端有一個(gè)不帶法蘭的螺紋。它伸出套筒，用兩個(gè)圓螺母固定。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，可消除間隙，產(chǎn)生預(yù)緊力。調(diào)整好后，用另一個(gè)圓螺母鎖緊。

 3、齒差調(diào)整型：

兩個(gè)螺母的法蘭上制作圓柱齒。兩者齒數(shù)相差一個(gè)齒，安裝在內(nèi)齒圈內(nèi)，用螺釘或定位銷(xiāo)固定在套筒上。調(diào)整時(shí)，先拆下兩端的內(nèi)齒圈。當(dāng)兩個(gè)滾珠螺母相對(duì)于套筒以相同齒數(shù)沿相同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)滾珠螺母與另一個(gè)滾珠螺母發(fā)生相對(duì)角位移，從而使?jié)L珠螺母與滾珠絲杠旋合。滾道彼此相對(duì)移動(dòng)以消除間隙并施加預(yù)緊力。

隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心等高新技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)滾珠絲杠的精度及其各項(xiàng)性能指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求。因此，滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)，特別是滾珠絲杠工作過(guò)程中的變形規(guī)律，提高了其定位精度，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)了低成本、高精度，對(duì)機(jī)床的發(fā)展具有重要意義。