滾珠絲杠螺母優(yōu)化

隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，對高速滾珠絲杠軸的需求越來越大。而高速滾珠絲杠副是精密滾珠絲杠副與大導(dǎo)程滾珠絲杠副性能的綜合，所以設(shè)計(jì)要合理選擇絲杠對的絲杠轉(zhuǎn)速和絲杠導(dǎo)程。一般高速滾珠絲杠導(dǎo)程較大，如采用內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)，反向尺寸較大，軸承滾珠會(huì)減少，切球時(shí)高速運(yùn)動(dòng)流暢性差；因此，內(nèi)循環(huán)方式不適合高速滾珠絲杠軸外循環(huán)插管型或端蓋型。同時(shí)，要使?jié)L珠絲杠軸達(dá)到高速，還需要解決以下問題：

滾珠絲杠軸的振動(dòng)和噪聲，高速時(shí)滾珠絲桿產(chǎn)生的噪聲主要是由于導(dǎo)氣管進(jìn)出口（插管外循環(huán)）的滾珠碰撞和滾珠之間的摩擦引起的。在循環(huán)過程中鋼球的反向點(diǎn)設(shè)計(jì)是非常重要的，它直接影響到鋼球振動(dòng)以及與導(dǎo)向管的碰撞，所以應(yīng)合理選擇反向角度，產(chǎn)生噪聲的主要原因是球球在整個(gè)循環(huán)回路中運(yùn)動(dòng)不順暢，螺桿滾道表面的形狀和表面質(zhì)量都會(huì)影響滾珠的流動(dòng)。此外，為了降低球與球之間的碰撞和摩擦所產(chǎn)生的噪聲，人們受到滾動(dòng)軸承的啟發(fā)，還設(shè)計(jì)了帶有滾珠保持架的高速滾珠絲杠軸，為了降低滾珠絲杠軸的振動(dòng)和噪聲，除了合理設(shè)計(jì)倒鉤點(diǎn)外，提高滾珠絲杠的整體質(zhì)量非常重要。例如，螺桿螺距誤差分布不僅影響定位精度，而且影響螺桿副的動(dòng)態(tài)摩擦力矩，進(jìn)而影響螺桿工作的發(fā)熱和噪聲；螺母反推器滾道廓形的精度及其相對于螺母內(nèi)滾道的位置，將直接影響到滾珠循環(huán)的順暢性，對減少滾珠進(jìn)出反向器的沖擊起著決定性的作用。

滾珠絲杠軸的強(qiáng)度和剛度，只有在瞬間達(dá)到高速行駛，在瞬間準(zhǔn)出高速直線運(yùn)動(dòng)才有意義，即運(yùn)動(dòng)的加（減）速要高。在這種情況下，滾珠絲杠副往往受到很大的沖擊，如果沒有足夠的強(qiáng)度和剛度，就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，影響定位精度。因此，不僅要求有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要合理安排熱處理工藝，消除內(nèi)應(yīng)力，提高基體強(qiáng)度，從而提高螺桿的承載能力和剛性，滿足高速驅(qū)動(dòng)的要求。

滾珠絲杠軸的溫升問題是高速運(yùn)轉(zhuǎn)后不可避免的問題。眾所周知，滾珠絲杠軸是一個(gè)細(xì)長的零件，溫升引起的熱伸長非常明顯，這將極大地影響定位精度和摩擦力矩。降低滾珠絲杠副溫升的方法是降低其發(fā)熱量或增加其散熱量，對絲杠副施加預(yù)拉力可以吸收部分熱量，這是一種減少熱量的方法；增加散熱量的有效方法是進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，也就是使螺桿中空，使冷卻液通過中空螺桿將是一種較好的結(jié)構(gòu)，以減少在高速驅(qū)動(dòng)中的溫升。此外，滾珠絲杠軸的熱變形預(yù)測和補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)反饋系統(tǒng)，臺(tái)灣學(xué)者對滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的熱變形進(jìn)行了深入的研究。

總之，要排除滾珠絲杠副軸螺母故障，應(yīng)首先掌握滾珠絲桿螺母副的工作原理，然后根據(jù)現(xiàn)象判斷其發(fā)生的原因，最后檢查相關(guān)部件的狀態(tài)、位置、外觀，本著由簡到難、由外而內(nèi)，這樣就可以排除故障，提高數(shù)控機(jī)床的使用壽命和工作效率。