滚珠丝杠的安装形式-隆创日盛

    滚珠丝杠副作为数控机床的进给传动链，其装配形式和精度决定了数控机床的定位精度，也影响着进给轴插补运行的平稳性。

一、滚珠丝杠副安装形式及受力

控机床进给轴常见的丝杠支撑有如下几种形式：

1、一端固定——一端自由

    丝杠一端固定，另一端自由。固定端轴承同时承受轴向力和径向力，这种支承方式用于行程小的短丝杠或者用于全闭环的机床，因为这种结构的机械定位精度是最不可靠的，特别是对于长径比大的丝杠（滚珠丝杠相对细长），热变性是很明显的，1.5m长的丝杠在冷、热的不同环境下变化0.05~0.10mm是很正常的。但是由于他的结构简单，安装调试方便，许多高精度机床仍然采用这种结构，但是必须加装光栅，采用全闭环反馈。

2、一端固定——另一端支承

    丝杠一端固定，另一端支承。固定端同时承受轴向力和径向力；支承端只承受径向力，而且能作微量的轴向浮动，可以减少或避免因丝杠自重而出现的弯曲，同时丝杠热变形可以自由的向一端伸长。这种结构使用泛，目前国内中小型数控车床、立式加工中心等均采用这种结构。

 

 

3、两端固定

 

 

    丝杠两端均固定。固定端轴承都可以同时承受轴向力，这种支承方式，可以对丝杠施加适当的预紧力，提高丝杠支承刚度，可以部分补偿丝杠的热变形。

 

 

    对于大型机床、重型机床以及高精度镗铣床常采用此种方案。但是，这种丝杠的调整比较繁琐，如果两端的预紧力过大，将会导致丝杠最终的行程比设计行程要长，螺距也要比设计螺距大。如果两端锁母的预紧力不够，会导致相反的结果，并容易引起机床震动，精度降低。所以，这类丝杠在拆装时一定要按照原厂商说明书调整，或借助仪器（双频激光测量仪）调整。

 

 

                   

 

 

二、滚珠丝杠轴承的排列与命名

 

 

    首先我们了解典型的进给轴传动链，最终支撑滚珠丝杠的是近端支承轴承和远端支承轴承，这两组轴承通过相互的作用，将轴向力顶住，也就是丝杠轴成巧妙地运用了“角接触轴承”即可以承受径向力，又可以承受轴向力的双向受力特点。

 

 

     当轴承内挡圈和外挡圈受到一组相反方向的作用力时，轴承钢珠承受着一对互为相反的作用力，从静力学的角度上看，当物体静止时，这一对作用力大小相等，方向相反。

 

 

     作为机床丝杠传动，来自工作台的轴向力是作用在轴承的内圈上，如果我们约束丝杠不窜动，只要在轴承外圈上作用一个方向相反、大小相等的力即可，这样轴向受力是平衡的。又由于内、外圈之间是滚动摩擦，因而保证了丝杠灵活的转动。

 

 

     对于数控机床丝杠传动，需要根据不同的情况控制轴承的游隙（钢珠与内外环之间的间隙），对于低速大转矩的传动，需要这一游隙是过盈的，即要使钢珠在滚到内受挤压变形，从配合角度讲，间隙是负值。而对于高速小一点的负载，则需要游隙大一点，预留出高速运行后钢珠和内圈的热膨胀系数。

 

 

     丝杠的约束是通过近端轴承及远端轴承的轴向和径向约束来完成，不同安装形式下的丝杠受力情况以及滚珠丝杠轴承安装形式，对于今后日常维护，特别是传动链的精度调整有所帮助。

 

 

 

 

 

 

 

 

取材自：《金属加工》 

 

 

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2010年3月26日