滾珠絲杠的安裝方式及維護(hù)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(jié)構(gòu)類型有很多種，按滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)返珠多為插管式，內(nèi)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(yù)緊形式可分為單螺母無預(yù)緊、單螺母位移導(dǎo)程預(yù)緊、單螺母帶鋼球徑向預(yù)緊、雙螺母墊片預(yù)緊、雙螺母差動齒預(yù)緊和雙螺母螺紋預(yù)緊。

 雙螺母墊片預(yù)緊常用于數(shù)控機(jī)床，其預(yù)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(diǎn)：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(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)中，在重型數(shù)控機(jī)床的短行程(小于6m)進(jìn)給系統(tǒng)中也經(jīng)常使用。

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)要獲得高的傳動剛度，除了加強(qiáng)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(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。螺母座和支承座都應(yīng)具有足夠的剛度和精度，通常應(yīng)適當(dāng)增加與機(jī)床結(jié)合零件的接觸面積，以提高螺母座的局部剛度和接觸強(qiáng)度。在工藝條件允許的情況下，新設(shè)計(jì)的機(jī)床往往將螺母座或支承座與機(jī)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(nèi)主要采用兩種結(jié)合方式。一種是徑向軸承和圓錐軸承的組合，雖然結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)尺寸。近年來，國內(nèi)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(yīng)地減小了滾珠直徑。與普通軸承相比，這種新結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)圈和外圈，即可獲得出廠時已調(diào)整好的預(yù)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(dāng)?shù)念A(yù)張力，提高螺桿的支撐剛度，部分補(bǔ)償螺桿的熱變形。

 (4)采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動方式。此時，螺母旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)速的限制，從而避免細(xì)長滾珠絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的各種問題。螺母慣性小，運(yùn)動靈活，可達(dá)到的轉(zhuǎn)速高，這種方法可以在螺桿上施加較大的預(yù)張力，提高螺桿的支撐剛度，補(bǔ)償螺桿的熱變形。

 滾珠絲杠副的保護(hù)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(jìn)入，所以必須安裝保護(hù)裝置。如果滾珠絲杠副裸露在機(jī)床上，應(yīng)采用封閉的防護(hù)罩，如螺旋彈簧鋼帶套、伸縮套、折疊套等。安裝時，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(hù)，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(nèi)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(nèi)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(hù)裝置，如有損壞應(yīng)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(nèi)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(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)前上一次油。

 滾珠絲杠副是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)械元件，其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。它是傳統(tǒng)滑動絲杠的進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。