滾珠絲杠的安裝方式及維護潤滑

滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的絲杠傳動元件。滾珠絲杠副的結構類型有很多種，按滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內循環(huán)。外循環(huán)返珠多為插管式，內循環(huán)返珠多為腰形槽塊式。根據(jù)螺旋軌道的橫截面形狀，有單圓弧和雙圓弧兩種橫截面，由于雙圓弧截面的軸向剛度大于單圓弧截面的軸向剛度，所以雙圓弧截面螺桿目前被廣泛使用。按預緊形式可分為單螺母無預緊、單螺母位移導程預緊、單螺母帶鋼球徑向預緊、雙螺母墊片預緊、雙螺母差動齒預緊和雙螺母螺紋預緊。

雙螺母墊片預緊常用于數(shù)控機床，其預緊力一般為軸向載荷的1/3。與滑動絲杠螺母副相比，滾珠絲杠副具有許多優(yōu)點：傳動效率高、靈敏度高、傳動平穩(wěn)、磨損小、使用壽命長；可以消除軸向間隙，提高軸向剛度。滾珠絲杠螺母傳動廣泛應用于中小型數(shù)控機床的進給驅動系統(tǒng)中，在重型數(shù)控機床的短行程(小于6m)進給系統(tǒng)中也經(jīng)常使用。

數(shù)控機床進給系統(tǒng)要獲得高的傳動剛度，除了加強滾珠絲杠螺母本身的剛度外，滾珠絲杠的正確安裝及其支撐的結構剛度也是不可忽視的因素。螺母座和支承座都應具有足夠的剛度和精度，通常應適當增加與機床結合零件的接觸面積，以提高螺母座的局部剛度和接觸強度。在工藝條件允許的情況下，新設計的機床往往將螺母座或支承座與機床本體合為一體，以增加剛度。為了提高支架的軸向剛度，選擇合適的滾動軸承也很重要。

目前國內主要采用兩種結合方式。一種是徑向軸承和圓錐軸承的組合，雖然結構簡單，但軸向剛度不足；另一種是推力軸承或徑向推力軸承和徑向軸承的組合，提高了軸向剛度，但增加了軸承的摩擦阻力和發(fā)熱，增加了軸承座的結構尺寸。近年來，國內外軸承制造商都生產(chǎn)了一種滾珠絲杠專用軸承，這是一種特殊的向心推力球軸承，可以承受很大的軸向力。與一般向心推力球軸承相比，接觸角增大到60°，增加了滾珠數(shù)量，相應地減小了滾珠直徑。與普通軸承相比，這種新結構的軸承軸向剛度提高了兩倍以上，使用極為方便，產(chǎn)品成對出售，內環(huán)和外環(huán)的厚度已經(jīng)在工廠選定。裝配時，用螺母和端蓋壓緊內圈和外圈，即可獲得出廠時已調整好的預緊力。

滾珠絲杠副通常以下列方式安裝：

(1)雙推——自由方式，絲杠一端固定，另一端自由。固定端軸承同時承受軸向力和徑向力，用于小行程的短絲杠。

(2)雙推——支承方式，螺桿一端固定，另一端支撐。固定端軸承既承受軸向力又承受徑向力；支撐端軸承只承受徑向力，可做少量軸向浮動，可避免或減少螺桿因自重而彎曲。同時，螺桿的熱變形可以向一端自由拉伸。

(3）雙推——雙推方式，螺桿兩端固定。固定端軸承可以同時承受軸向力和徑向力。這種支撐方式可以對螺桿施加適當?shù)念A張力，提高螺桿的支撐剛度，部分補償螺桿的熱變形。

(4)采用絲杠固定、螺母旋轉的傳動方式。此時，螺母旋轉，而固定在一邊的螺桿軸向移動。由于螺桿不動，可以避免受到臨界轉速的限制，從而避免細長滾珠絲杠高速運轉時出現(xiàn)的各種問題。螺母慣性小，運動靈活，可達到的轉速高，這種方法可以在螺桿上施加較大的預張力，提高螺桿的支撐剛度，補償螺桿的熱變形。

滾珠絲杠副的保護滾珠絲杠副和其他有滾動摩擦的傳動裝置一樣，要避免硬灰塵或碎屑污物的進入，所以必須安裝保護裝置。如果滾珠絲杠副裸露在機床上，應采用封閉的防護罩，如螺旋彈簧鋼帶套、伸縮套、折疊套等。安裝時，防護罩的一端連接在滾珠螺母的側面，另一端固定在滾珠絲杠的軸承座上；如果滾珠絲杠副處于隱蔽位置，可以用密封圈保護，密封圈安裝在螺母兩端。接觸彈性密封圈由耐油橡膠或尼龍制成，其內孔做成與螺紋滾道相匹配的形狀；接觸密封圈防塵效果較好，但由于接觸壓力，摩擦力矩略有增加。非接觸式密封環(huán)又稱迷宮式密封環(huán)，由硬塑料制成，其內孔與螺紋滾道相對，有微小間隙，可避免摩擦力矩，但防塵效果較差。工作時避免碰撞防護裝置，如有損壞應及時更換。

滾珠絲杠副的潤滑劑可以提高耐磨性和傳動效率，潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。潤滑油一般是全損系統(tǒng)油；潤滑脂可以是鋰基潤滑脂；一般在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內加入潤滑脂，而潤滑油則通過殼體上的油孔注入螺母空間。滾珠絲杠上的油脂每六個月更換一次，絲杠上的舊油脂清理干凈，涂上新油脂；用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副可在每次機床運轉前上一次油。

滾珠絲杠副是將旋轉運動轉化為直線運動或將直線運動轉化為旋轉運動的理想產(chǎn)品。滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機械元件，其作用是將旋轉運動變?yōu)橹本€運動或將直線運動變?yōu)樾D運動。它是傳統(tǒng)滑動絲杠的進一步延伸，這種發(fā)展的深刻意義與滾動軸承給滑動軸承帶來的變化是一樣的，滾珠絲杠為各種用途提供了廣泛的標準化產(chǎn)品。

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