滚珠丝杠副的安装和防护

滚珠丝杠副的安装

数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及其支承结构的刚度也是不可忽视的因素。螺母座、丝杠端部的轴承及其支承加工的不精确性和它们在受力之后的过量变形，都会对进给系统的传动刚度带来影响。因此，螺母座的孔与螺母之间必须保持良好的配合，并应保证孔对端面的垂直度，在螺母座上应当增加适当的筋板，并加大螺母座和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚度和接触刚度。滚珠丝杠的不正确安装以及支承结构的刚度不足，还会使滚珠丝杠的使用寿命大为下降。

为了提高支承的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的。目前国内主要采用两种组合方式。一种是把向心轴承和圆锥轴承组合使用，其结构虽简单，但轴向刚度不足。另一种是把推力轴承或角接触球轴承和向心轴承组合使用，其轴向刚度有了提高，但增大了轴承的摩擦阻力和发热，而且增加了轴承支架的结构尺寸。国外出现了一种滚珠丝杠专用轴承，其结构如图3－18所示。这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触滚珠轴承，与一般角接触滚珠轴承相比，接触角增大到 60°，增加了滚珠的数目并相应减小了滚珠的直径。这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高2倍以上，而且使用极为方便。产品成对出售，并且在出厂时已经选配好内、外环的厚度，装配时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力。

在支承的配置方面，对于行程小的短丝杠可以采用悬臂的单支承结构。当滚珠丝杠较长时，为了防止热变形所造成的丝杠伸长的影响，希望一端的轴承同时承受轴向力和径向力，而另一端的轴承只承受径向力，并能够做微量的轴向浮动。由于数控机床经常要连续工作很长时间，因而应特别重视摩擦热的影响。目前也有一种两端都用止推轴承固定的结构，在它的一端装有碟形弹簧和调整螺母，这样既能对滚珠丝杠施加预紧力，又能在补偿丝杠的热变形后保持近乎不变的预紧力。

滚珠丝杠用在垂直升降传动或水平放置的高速大惯量传动中时，由于其不具有自锁性，当外界动力消失后，执行部件可在重力和惯性力作用下继续运动，因此，通常在无动力状态下需要锁紧，其锁紧装置可以由超越离合器和电磁摩擦离合器等零件组成。

滚珠丝杠的防护

滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动零件一样，只要避免磨料微粒及化学活性物质进人，就可以认为这些元件几乎是在不产生磨损的情况下工作的。但若在滚道上落人了脏物或使用肮脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运动，而且会使磨损急剧增加。对于制造误差和预紧变形量以微米计的滚珠丝杠传动副来说，这种磨损就特别敏感。因此，有效地防护、密封和保持润滑油的清洁就显得十分必要。

通常采用毛毡圈对螺母进行密封，毛毡圈厚度为螺距的2～3倍，而且内孔做成螺纹的形状，使之紧密地包住丝杠，并装人螺母或套筒两端的槽孔内。密封圈除了采用柔软的毛毡外，还可以采用耐油橡皮或尼龙材料。由于密封圈和丝杠直接接触，因此防尘效果较好，但也增加了滚珠丝杠副的摩擦阻力矩。为了避免这种摩擦阻力矩，可以采用由较硬质塑料制成的非接触式迷宫密封圈，内孔做成与丝杠螺纹滚道相反的形状，并留有一定的间隙。

对于暴露在外面的丝杠，一般采用螺旋钢带、伸缩套筒、锥形套管以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒黏附到丝杠表面。这几种防护罩与导轨的防护罩有相似之处，一端连接在滚珠螺母的端面，另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。近年来出现一种钢带缠卷式丝杠防护装置，其原理如图3－19所示。防护装置和螺母一起固定在拖板上，整个装置由支承滚子1、张紧轮2和钢带3等零件组成。钢带的两端分别固定在丝杠的外圆表面。防护装置中的钢带绕过支承滚子，并靠弹簧和张紧轮将钢带张紧。当丝杠旋转时，拖板（或工作台）相对丝杠作轴向移动，丝杠一端的钢带按丝杠的螺距被放开，而另一端则以同样的螺距将钢带缠卷在丝杠上。由于钢带的宽度正好等于丝杠的螺距，因此，螺纹槽被严密地封住。还因为钢带的正、反两面始终不接触，钢带外表面黏附的脏物就不会被带到内表面上，使内表面保持清洁。

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来源：忽米云小匠