滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)和原理.doc

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滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)和原理 文章來源：濟(jì)寧歐特精密機(jī)械有限公司　 訪問商鋪 　 添加人：ljwgdmy 　 添加時(shí)間：2009-7-6 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。 滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)： 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)分為內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)(以圓形反向器和橢圓形反向器為代表)和外循環(huán)結(jié)構(gòu)(以插管為代表)兩種。這兩種結(jié)構(gòu)也是最常用的結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)性能沒有本質(zhì)區(qū)別，只是內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)安裝連接尺寸??；外循環(huán)結(jié)構(gòu)安裝連接尺寸大。目前，滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)已有10多種，但比較常用的主要有：內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)；外循環(huán)結(jié)構(gòu)；端蓋結(jié)構(gòu)；蓋板結(jié)構(gòu)。 滾珠絲杠原理： ?????1、按照國(guó)標(biāo)GB/T17587.3-1998及應(yīng)用實(shí)例，滾珠絲杠（目前已基本取代梯形絲桿，已俗稱絲桿）是用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，并具有傳動(dòng)效率高，定位準(zhǔn)確等 ?????2、當(dāng)滾珠絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。 滾珠絲杠的特點(diǎn)： 1、與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。 2、高精度的保證 滾珠絲桿是用日本制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)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(duì)溫度·濕度進(jìn)行了嚴(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(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(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達(dá)到負(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(shí),由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。 5、高速進(jìn)給可能 滾珠絲桿由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。 ◎精度公差:C10,C7,C5,C3,C2,C1--數(shù)字越小，精度越高。 ◎世界主要滾珠絲桿生產(chǎn)制造商： 臺(tái)灣ZTPM?正攀滾珠絲桿，臺(tái)灣上銀?hiwin滾珠絲桿，臺(tái)灣ABBA滾珠絲桿，臺(tái)灣PMI滾珠絲桿，中國(guó)南京工藝滾珠絲桿，韓國(guó)SBC滾珠絲桿、日本THK滾珠絲桿、日本NSK滾珠絲桿，德國(guó)STAR滾珠絲桿等...... 滾珠絲杠加工注意問題： 滾珠絲杠加工時(shí)，螺桿預(yù)拉就是在裝配時(shí)用螺桿兩端的鎖緊螺母按要求對(duì)螺桿的長(zhǎng)度方向施加一定的拉力以調(diào)整螺桿正反螺母的反向緊度，原因是螺桿在運(yùn)行中溫升時(shí)，熱應(yīng)力效應(yīng)會(huì)使螺桿伸長(zhǎng)，使螺桿的長(zhǎng)度變得不穩(wěn)定。目的是為了有效消除該部件的彈性變量以期獲得平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)精度。否則在微量進(jìn)給時(shí)當(dāng)滑鞍或工作臺(tái)的阻尼力大于螺桿及螺母的彈性力矩時(shí)工作臺(tái)不發(fā)生位移，隨著不斷的進(jìn)給螺桿及螺母的累積彈性力矩超過工作臺(tái)阻尼力矩此時(shí)的工作臺(tái)產(chǎn)生沖動(dòng)位移。雖然總的進(jìn)給量可能不受影響、但實(shí)際的步數(shù)、每步的進(jìn)給量與控制器的輸出產(chǎn)生誤差，其后果是嚴(yán)重影響加工精度。 滾珠絲杠應(yīng)用： 行業(yè)包括:IT產(chǎn)業(yè)?、汽車、家用電器、工作機(jī)械、鐵路、鋼鐵、工程機(jī)械發(fā)電廠電廠、石化機(jī)械等。 廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，電子設(shè)備，自動(dòng)化設(shè)備，激光設(shè)備，醫(yī)療器械等領(lǐng)域 　　 ◎滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。 　　◎滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 　　◎滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。 編輯本段 特點(diǎn) 　　1、與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為1/3 　　由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。 　　2、高精度的保證 　　滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)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(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(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 　　滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。 　　4、無側(cè)隙、剛性高 　　滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(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(shí),由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。 　　5、高速進(jìn)給可能 　　滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。 　　◎精度公差:P5 .P7 -- 編輯本段 世界主要滾珠絲杠生產(chǎn)制造商 　　德國(guó)博士·力士樂（BOSCH-REXROTH）滾珠絲杠，德國(guó)布里斯（BLIS）滾珠絲杠，德國(guó)A·曼內(nèi)斯曼(A·MANNESMANN)滾珠絲杠，日本NSK滾珠絲杠、日本THK滾珠絲杠、日本黑田精工(KURODA)滾珠絲杠、南京工藝裝備制造廠滾珠絲杠（商標(biāo)“中國(guó)藝工”），漢江機(jī)床廠滾珠絲杠，臺(tái)灣上銀HIWIN滾珠絲杠、臺(tái)灣ABBA滾珠絲杠、韓國(guó)SBC滾珠絲杠等。 編輯本段 THK滾珠絲杠系列產(chǎn)品與應(yīng)用 　　超高DN值滾珠絲杠：高速工具機(jī)，高速綜合加工中心機(jī) 　　端蓋式滾珠絲杠：快速搬運(yùn)系統(tǒng)，一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械，自動(dòng)化機(jī)械 　　高速化滾珠絲杠：CNC機(jī)械、精密工具機(jī)、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子機(jī)械、高速化機(jī)械 　　精密研磨級(jí)滾珠絲杠：CNC機(jī)械，精密工具機(jī)，產(chǎn)業(yè)機(jī)械，電子機(jī)械，輸送機(jī)械，航天工業(yè)，其它天線使用的致動(dòng)器、閥門開關(guān)裝置等 　　螺帽旋轉(zhuǎn)式（R1）系列滾珠絲杠：半導(dǎo)體機(jī)械、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、木工機(jī)、雷射加工機(jī)、搬送裝置等 　　軋制級(jí)滾珠絲杠：低摩擦、運(yùn)轉(zhuǎn)順暢的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)供貨迅速且價(jià)格低廉 　　重負(fù)荷滾珠絲杠：全電式射出成形機(jī)、沖壓機(jī)、半導(dǎo)體制造裝置、重負(fù)荷制動(dòng)器、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、鍛壓機(jī)械 滾珠絲杠副故障診斷 滾珠絲杠副故障大部分是由于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量下降、反向間隙過大、機(jī)械爬行、潤(rùn)滑不良等原因造成的。下表滾珠絲杠副常見故障以及診斷方法。 序號(hào) 故障現(xiàn)象 故障原因 排除方法 1 加工件粗糙度值高 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑油不足夠，致使溜板爬行 加潤(rùn)滑油，排除潤(rùn)滑故障 滾珠絲杠有局部拉毛或研損 更換或修理絲杠 絲杠軸承損壞，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn) 更換損壞軸承 伺服電動(dòng)機(jī)未調(diào)整好，增益過大 調(diào)整伺服電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 2 反向誤差大，加工精度不穩(wěn)定 絲杠軸聯(lián)軸器錐套松動(dòng) 重新緊固并用百分表反復(fù)測(cè)試 絲杠軸滑板配合壓板過緊或過松 重新調(diào)整或修研，用0.03mm塞尺不入為合格 絲杠軸滑板配合楔鐵過緊或過松 重新調(diào)整或修研，使接觸率達(dá)70％以上，用0.03mm賽尺不入為合格 滾珠絲杠預(yù)緊力過緊或過松 調(diào)整預(yù)緊力，檢查軸向竄動(dòng)值，使其誤差不大于0.015mm 滾珠絲杠螺母端面與結(jié)合面不垂直，結(jié)合過松 修理、調(diào)整或加墊處理 絲杠支座軸承預(yù)緊力過緊或過松 修理調(diào)整 滾珠絲杠制造誤差大或軸向竄動(dòng) 用控制系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償能消除間隙，用儀器測(cè)量并調(diào)整絲杠竄動(dòng) 潤(rùn)滑油不足或沒有 調(diào)節(jié)至各導(dǎo)軌面均有潤(rùn)滑油 其他機(jī)械干涉 排除干涉部位 3 滾珠絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)矩過大 二滑板配合壓板過緊或研損 重新調(diào)整或修研壓板，使0.04mm塞尺塞不入為合格 滾珠絲杠螺母反向器損壞，滾珠絲杠卡死或軸端螺母預(yù)緊力過大 修復(fù)或更換絲杠并精心調(diào)整 絲杠研損 更換 伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)接不同軸 調(diào)整同軸度并緊固連接座 無潤(rùn)滑油 調(diào)整潤(rùn)滑油路 超程開關(guān)失靈造成機(jī)械故障 檢查故障并排除 伺服電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警 檢查故障并排除 4 絲杠螺母潤(rùn)滑不良 分油器是否分油 檢查定量分油器 油管是否堵塞 清除污物使油管暢通 5 滾珠絲杠副噪聲 滾珠絲杠軸承壓蓋壓合不良 調(diào)整壓蓋，使其壓緊軸承 滾珠絲杠潤(rùn)滑不良 檢查分油器和油路，使?jié)櫥统渥? 滾珠產(chǎn)生破損 更換滾珠 電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)軸器松動(dòng) 擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘 What about Material and Heat-Treatment?(材料和熱處理) The hardness of ball groove on the shaft largely influences life expectancy of a ball screw.? In addition, the shaft must possess a strength required as a drive shaft. 滾道的硬度大大影響絲杠的壽命。此外，絲杠必須有足夠的強(qiáng)度以滿足作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的需求。 The following table shows the material composition and heat treating details of a ball screw system. 下表列出了絲杠部件的材料構(gòu)成和熱處理工藝。 PARTS 零件 MATRIAL 材料 HEAT TREATMENT 熱處理 Hardness 硬度 SHAFT 絲杠 Chromium molybdenum steel AISI 4150HV (dia. 15mm or larger) Induction hardening 感應(yīng)淬火 HRc 58-62 Chromium molybdenum steel SCM415 (SCM21) (dia. 14mm or smaller) Carburization 滲碳 HRc 58-62 NUT 螺母 Chromium molybdenum steel SCM20 (SCM22) Carburization 滲碳 HRc 58-62 STEEL BALL 鋼球 Center (Original material hardness) High-carbon chromium bearing steel SUJ 2 Through Hardening 通體淬火 HRc 62-67 Ball screw shafts and nuts are surface hardened for the following reasons.絲杠和螺母表面淬火的原因如下： (1) Ball races are hardened since it largely affects life.滾道必須淬硬，因?yàn)闀?huì)大大影響壽命。 (2) They are not through-hardened to avoid becoming brittle and prone to breakage. ??? 他們不進(jìn)行通體淬火的原因是防止變脆易遭破壞。 In other cases where high temperature immunity and anti-corrosive property are desired, stainless steel (SUS440C) is used.? The stainless steel components are heat treated to achieve HRc56~59 hardness. 在高溫或者耐腐蝕的環(huán)境中，可以要求使用不銹鋼制品(SUS440C).不銹鋼制品熱處理后的硬度可以達(dá)到HRc56~59。 精密滾珠絲杠副選用和使用中的注意事項(xiàng) 預(yù)緊載荷的確定 ?? 為了防止造成絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的任何失位，保證傳動(dòng)精度，提高絲杠系統(tǒng)的剛度是很重要的，而要提高螺母的接觸剛度，必須施加一定的預(yù)緊載荷。 ?? 施加了預(yù)緊載荷后，摩擦轉(zhuǎn)矩增加，并使工作時(shí)的溫升提高。因此必須恰當(dāng)?shù)卮_定預(yù)緊載荷（最大不得超過10%的額定動(dòng)載荷），以便在滿足精度和剛度的同時(shí)，獲得最佳的壽命和較低的溫升效應(yīng)。 潤(rùn)滑 ?? 在使用滾珠絲杠副時(shí)，必須要有足夠的潤(rùn)滑，如果潤(rùn)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。 油潤(rùn)滑 · 一般情況下，用于滾動(dòng)軸承的礦物油都適用。 · 特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤(rùn)滑比脂潤(rùn)滑佳，這時(shí)滾珠絲杠副的溫升較小。 · 油潤(rùn)滑的補(bǔ)充潤(rùn)滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到8小時(shí)的補(bǔ)充潤(rùn)滑時(shí)間。 公稱直徑 首次潤(rùn)滑量 補(bǔ)充潤(rùn)滑量 16 0.3 0.05 20 0.6 0.08 25 0.8 0.1 32 1.0 0.2 40 2.0 0.5 50 2.0 1.0 63 4.0 1.0 80 6.0 1.5 100 10.0 2.0 脂潤(rùn)滑 ?? 采用脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長(zhǎng)時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤(rùn)滑的裝置。補(bǔ)充潤(rùn)滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半。 可以使用所有高級(jí)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑脂，但要注意潤(rùn)滑脂廠家的提示說明！ ?? 潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充通常在半年或一年進(jìn)行更換，更換前應(yīng)清除舊潤(rùn)滑脂后才能更換新的潤(rùn)滑脂。 防塵 ?? 滾珠絲杠與滾動(dòng)軸承一樣，如果污物及異物（切屑碎屑）進(jìn)入就會(huì)很快使它磨損，成為損壞的原因。困此，必須采用防護(hù)裝置（折疊式或伸縮式絲杠護(hù)套）將絲杠軸完全防護(hù)起來。 ?? 另外雖沒有別的異物，但有浮塵時(shí)要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。本公司在供貨時(shí)螺母兩端采用刮屑式防塵圈。本公司在供貨時(shí)螺母兩端已裝有橡膠防塵圈，以達(dá)到防塵的效果。 設(shè)計(jì)與使用時(shí)注意 防止逆轉(zhuǎn) 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)逆轉(zhuǎn)率高，不能自鎖。為了使螺旋副受力后不逆轉(zhuǎn)，應(yīng)考慮設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置，如采用制動(dòng)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有能夠自鎖的機(jī)構(gòu)（如蝸桿傳動(dòng)）；在螺母、絲杠或傳動(dòng)系統(tǒng)中裝設(shè)單向離合器、雙向離合器、制動(dòng)器等。選用離合器時(shí)，必須注意其可靠性。 防止螺母脫出 在滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)中，特別是垂直傳動(dòng)，容易發(fā)生螺母脫出造成事故，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防止螺母脫出的安全裝置。 安裝 · 滾珠絲杠副安裝到機(jī)床時(shí)，請(qǐng)不要把螺母從絲杠上拆下來。 · 但在必須把螺母卸下來的場(chǎng)合時(shí)，要使用比絲杠底徑小0.2～0.3mm安裝輔助套筒。 ?? 將安裝輔助套筒推至螺紋起始端面，從絲杠上將螺母旋至輔助套筒上，連同螺母、輔助套筒一并小心取下，注意不要使?jié)L珠散落。 ??? 安裝順序與拆卸順序相反。必須特別小心謹(jǐn)慎的安裝，否則螺母、絲杠或其它內(nèi)部零件可能會(huì)受損或掉落，導(dǎo)致滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的提前失效。 珠絲杠副的安裝 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。滾珠絲杠副有多種結(jié)構(gòu)型式。按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類。外循環(huán)回珠器用插管式的較多，內(nèi)循環(huán)回珠器用腰形槽嵌塊式的較多。 ???? 按螺紋軌道的截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩種截形。由于雙圓弧截形軸向剛度大于單圓弧截形，因此目前普遍采用雙圓弧截形的絲杠。?? ???? 按預(yù)加負(fù)載形式分，可分為單螺母無預(yù)緊、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊、單螺母加大鋼球徑向預(yù)緊、雙螺母墊片預(yù)緊、雙螺母差齒預(yù)緊、雙螺母螺紋預(yù)緊。數(shù)控機(jī)床上常用雙螺母墊片式預(yù)緊，其預(yù)緊力一般為軸向載荷的1/3。 ???? 滾珠絲杠副與滑動(dòng)絲杠螺母副比較有很多優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、靈敏度高、傳動(dòng)平穩(wěn)：磨損小、壽命長(zhǎng)；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。 ???? 滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。在重型數(shù)控機(jī)床的短行程(6m以下)進(jìn)給系統(tǒng)中也常被采用。 ??1．滾珠絲杠副的安裝 ???? 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。螺母座及支承座都應(yīng)具有足夠的剛度和精度。通常都適當(dāng)加大和機(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強(qiáng)度，新設(shè)計(jì)的機(jī)床在工藝條件允許時(shí)常常把螺母座或支承座與機(jī)床本體做成整體來增大剛度。 ???? 為了提高支承的軸向剛度，選擇適當(dāng)?shù)臐L動(dòng)軸承也是十分重要的。國(guó)內(nèi)目前主要采用兩種組合方式。一種是把向心軸承和圓錐軸承組合使用，其結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但軸向剛度不足。另一種是把推力軸承或向心推力軸承和向心軸承組合使用，其軸向剛度有了提高，但增大了軸承的摩擦阻力和發(fā)熱而且增加了軸承支架的結(jié)構(gòu)尺寸。近年來國(guó)內(nèi)外的軸承生產(chǎn)廠家已生產(chǎn)出一種滾珠絲杠專用軸承，這是一種能夠承受很大軸向力的特殊向心推力球軸承，與一般的向心推力球軸承相比，接觸角增大到60o，增加了滾珠的數(shù)目并相應(yīng)減小滾珠的直徑。這種新結(jié)構(gòu)的軸承比一般軸承的軸向剛度提高了兩倍以上，而且使用極為方便，產(chǎn)品成對(duì)出售，而且在出廠時(shí)已經(jīng)選配好內(nèi)外環(huán)的厚度，裝配時(shí)只要用螺母和端蓋將內(nèi)環(huán)和外環(huán)壓緊，就能獲得出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)整好的預(yù)緊力。 ???? 滾珠絲杠副安裝方式通常有以下幾種： ???? (1)雙推一自由方式?? 絲杠一端固定，端自由。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力。這種支承方式用于行程小的短絲杠。 ???? (2)雙推一支承方式?? 絲杠一端固定，另一端支承。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力；支承端軸承只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動(dòng)，可以避免或減少絲杠因自重而出現(xiàn)的彎曲。同時(shí)絲杠熱變形可以自由地向一端伸長(zhǎng)。 ???? (3)雙推一雙推方式?? 絲杠兩端均固定。固定端軸承都可以同時(shí)承受軸向力和徑向力，這種支承方式，可以對(duì)絲杠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)拉力，提高絲杠支承剛度，可以部分補(bǔ)償絲杠的熱變形。 ???? (4)采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)方式?? 此時(shí)，螺母一邊轉(zhuǎn)動(dòng)、一邊沿固定的絲杠作軸向移動(dòng)：由于絲杠不動(dòng)，可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制，避免了細(xì)長(zhǎng)滾珠絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運(yùn)動(dòng)靈活，可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。此種方式可以對(duì)絲杠施加較大的預(yù)拉力，提高絲杠支承剛度，補(bǔ)償絲杠的熱變形。 ?2．滾珠絲杠副的防護(hù)和潤(rùn)滑 ???? (1)滾珠絲杠副的防護(hù)? 滾珠絲杠副和其他滾動(dòng)摩擦的傳動(dòng)器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進(jìn)入，因此必須裝有防護(hù)裝置。如果滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(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(shí)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。如果滾珠絲桿副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護(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，這樣可避免摩擦力矩，但防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護(hù)裝置，防護(hù)裝置一有損壞應(yīng)及時(shí)更換。 ???? (2)滾珠絲杠副的潤(rùn)滑? 潤(rùn)滑劑可提高耐磨性及傳動(dòng)效率。潤(rùn)滑劑可分為潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂兩大類。潤(rùn)滑油一般為全損耗系統(tǒng)用油：潤(rùn)滑脂可采用鋰基潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤(rùn)滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對(duì)滾珠絲杠上的潤(rùn)滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤(rùn)滑脂，涂上新的潤(rùn)滑脂。用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的滾珠絲杠副，可在每次機(jī)床工作前加油一次。 ?3．滾珠絲杠副在高速數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用 ???? 高速加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在航天航空、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)高速加工，首先要有高速數(shù)控機(jī)床。高速數(shù)控機(jī)床必須同時(shí)具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給，國(guó)內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施，提高滾珠絲杠的高速性能。主要措施有： ???? 1)適當(dāng)加大絲杠的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前常用大導(dǎo)程滾珠絲杠名義直徑與導(dǎo)程的匹配為：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其進(jìn)給速度均可達(dá)到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力，大導(dǎo)程滾珠絲杠一般采用雙頭螺紋，以提高滾珠的有效承載圈數(shù)。 ???? 2)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高滾珠運(yùn)動(dòng)的流暢性。改進(jìn)滾珠循環(huán)反向裝置，優(yōu)化回珠槽的曲線參數(shù)，采用三維造型的導(dǎo)珠管和回珠器，真正做到沿著內(nèi)螺紋的導(dǎo)程角方向?qū)L珠引進(jìn)螺母體中，使?jié)L珠運(yùn)動(dòng)的方向與滾道相切而不是相交。這樣可把沖擊損耗和噪聲減至最小。 ???? 3)采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù)。高速滾珠絲杠在運(yùn)行時(shí)由于摩擦產(chǎn)生高溫，造成絲杠的熱變形，直接影響高速機(jī)床的加工精度。采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù)，就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中，對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，保持滾珠副溫度的恒定。這個(gè)措施是提高中、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑。 ???? 4)對(duì)于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng)，可采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)方式。此時(shí)，螺母一邊轉(zhuǎn)動(dòng)、一邊沿固定的絲杠作軸向移動(dòng)，由于絲杠不動(dòng)，可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制，避免了細(xì)長(zhǎng)滾珠絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運(yùn)動(dòng)靈活，可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。 ???? 5)進(jìn)一步提高滾珠絲杠的制造質(zhì)量。通過采用上述種種措施后，可在一定程度上克服傳統(tǒng)滾珠絲杠存在的一些問題。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面一直處于國(guó)際領(lǐng)先地位，其最大快速移動(dòng)速度可達(dá)60m/min，個(gè)別情況下甚至可達(dá)90m/min，加速度可達(dá)15m/s2。由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟、應(yīng)用廣泛、成本較低，因此在中等載荷、進(jìn)給速度要求并不十分高、行程范圍不太大(小于4～5m)的一般高速加工中心和其他經(jīng)濟(jì)型高速數(shù)控機(jī)床上仍然經(jīng)常被采用。