滚珠丝杠螺母传动副广泛应用于数控机床中,主要用于驱动机床主轴,将电机的旋转运动转化为执行机构的直线运动。为了提高进给运动的位移精度,减小传动误差,数控机床的传动系统除了保证各传动部件的制造精度和装配精度外,还应采用各种消隙机构,并采取合理的预紧措施消除传动间隙。滚珠螺母传动副间隙的测量与调整。用三点法测量间隙,用双螺母滚珠螺旋间隙调整机构消除间隙。对于间隙测量和调整方法,从理论上分析了它们的原理和特点。
在数控机床加工过程中,丝杠会有轴向运动,运动被记录为一系列间隙,称为滚珠丝杠螺母传动副的总间隙,它主要包括三个间隙:滚珠,丝杠螺母之间的间隙(滚珠丝杠螺母传动副的狭义间隙,也叫反向间隙),是常见的主间隙;以及丝杠轴承内圈间隙、轴承本身内外圈间隙、轴承外圈与轴承座间隙;轴承座弹性变形和松动。
对于上面提到的三种差距,在进行进度测量时,选择三个不同的测量位置同时进行进度测量,将测量的数值进度进行比较计算,得到所需的差距值。这种方法叫做三点测量法。主要指示百分表的测量位置,主要指示间隙的位置。
双螺母垫片间隙调整结构,该机构的基本部件有:丝杠、左右螺母、滚珠,丝杠和垫片。调整原理是:选择合适厚度的垫片,用螺钉拧紧左右螺母,使左右螺母产生相对轴向位移,丝杠上螺旋槽的导程与左右螺母上螺旋槽的导程错位,使左右螺母螺旋槽的不同侧压在滚珠,上而滚珠的另一侧将压在丝杠的螺旋槽上,这样无论它向哪个方向转动都不会有间隙。这在螺母、滚珠和丝杠之间施加了预紧力,消除了间隙。
该机构具有结构简单、刚性好、拆卸方便等优点。缺点:需要配备不同厚度的垫片来调整不同的间隙,垫片厚度选择麻烦,调整精度不高;由于螺母分为左螺母和右螺母,并且是通过螺钉连接,这两个螺母在安装过程中的同轴度很难保证,也就是说左螺母、右螺母和丝杠的轴线可能不重合,产生夹角,形成楔形滚道,滚珠容易卡在楔形滚道空间内,或者摩擦力过大加重磨损;当滚道磨损时,间隙不能及时消除,需要手动主动拧紧螺钉施加预紧力来消除间隙。
双螺母螺纹调隙结构由左右螺母、换向器、丝杠、两个圆螺母、螺母座和平键组成。调整原理是:左螺母外端有法兰,用螺钉与螺母座连接,左、右螺母通过平键与螺母座连接,限制了两个螺母在螺母座内的转动。调整时,先松开圆螺母,然后转动圆螺母。这时要明确圆螺母的旋转方向一定要拧紧右螺母,这样右螺母就会有一个向右的轴向位移。然后右螺母的左螺旋面会压在钢珠上,钢珠将力传递给螺杆,使螺杆产生向右的轴向位移。然而,螺杆的向右轴向位移受到左螺母的限制,滚珠被压下
滚珠丝杠螺母传动副应注意光滑度。光滑度可以提高传动副的耐磨性,防止螺杆、螺母和滚珠之间的摩擦增加零件的磨损速度,减小反向间隙。减少摩擦引起的热变形,提高加工精度;平稳性还可以提高传动效率,所以滚珠丝杠螺母传动副的平稳工作非常重要。
数控机床的进给机构是影响数控机床加工精度的关键,而滚珠的丝杠螺母传动副是进给机构中的关键。它的摩擦阻力低,传动效率高,传动刚性高,唯一的不足是长期使用后会出现反向间隙。因此,及时发现并消除丝杠螺母间隙,对保证机床的加工精度具有重要意义。