公司動(dòng)態(tài)
實(shí)現(xiàn)中國(guó)臺(tái)灣ABBA滾珠絲桿螺母副高速化的技術(shù)措施
閱讀:142 發(fā)布時(shí)間:2020-10-31中國(guó)臺(tái)灣ABBA滾珠絲桿螺母的進(jìn)給速度為轉(zhuǎn)速和導(dǎo)程的乘積,因而實(shí)現(xiàn)滾珠絲桿螺母的高速化的根本途徑有兩種:一是提高滾珠絲桿的轉(zhuǎn)速,二是加大絲桿的導(dǎo)程,朝大導(dǎo)程方向發(fā)展。兩者相比,采用大導(dǎo)程ABBA滾珠絲桿更加有效。為了從以上兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)滾珠絲桿螺母高速化,在技術(shù)上可采取以下具體措施:
(1)提高滾珠絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的動(dòng)。靜態(tài)剛度傳動(dòng)系統(tǒng)高的動(dòng)、靜態(tài)剛度是實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ),為了提高滾珠絲桿螺母的進(jìn)給速度和加速度,必須首先提高絲桿扭曲剛度和軸向剛度。為此,可采取如下措施:
1、絲桿采用中空結(jié)構(gòu),并進(jìn)行預(yù)拉伸處理。
2、提高絲桿的支承剛度,采用固定-固定的支承形式。
3、對(duì)絲桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并采用*制造工藝,提高滾珠與滾道的接觸剛度。
(2)采用空心強(qiáng)冷措施,減小發(fā)熱的影響
高速滾珠絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱量比常規(guī)滾珠絲桿螺母大得多,為了減小發(fā)熱的影響,必須要對(duì)高速滾珠絲桿螺母采取強(qiáng)制冷卻的措施。其有效的方法就是將冷卻液通入空心絲桿內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)冷卻。
(3)增大絲桿的導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)
增大滾珠絲桿螺母的導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)是提高中國(guó)臺(tái)灣ABBA滾珠絲桿螺母直線進(jìn)給速度的有效途徑。但是,由于機(jī)械加工誤差的影響,導(dǎo)程越大,其導(dǎo)程精度越低,又限制了導(dǎo)程的增大。所以,螺紋導(dǎo)程的增大要兼顧螺紋精度的要求。而采用雙頭螺紋是為了增加滾珠的有效承載圈數(shù),從而提高絲桿的剛度和承載能力,提高滾珠絲桿螺母在高速運(yùn)行中的平穩(wěn)性。
(4)改進(jìn)滾珠螺母結(jié)構(gòu)
在這方面的主要措施有:適當(dāng)減小滾珠直徑,鋼珠采用空心結(jié)構(gòu),將滾珠鏈中的鋼球按“一大一小”間隔排列等。此外,通過改進(jìn)螺紋滾道和反向裝置,可改善滾珠快速滾動(dòng)時(shí)的流暢性,從而有效降低高速運(yùn)行時(shí)的噪聲。
(5)采用陶瓷等新材料制造滾珠
在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下,滾珠的自傳速度、公轉(zhuǎn)速度、離心力和陀螺力矩都很大,滾珠相互之間的碰撞、進(jìn)出反向機(jī)構(gòu)時(shí)的沖擊力也很大。為此,可采用Si3N4等陶瓷材料制造滾珠,因陶瓷材料具有硬度搞、密度小、彈性模量大、線膨脹系數(shù)小、耐磨損、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此以陶瓷等材料制造滾珠將顯著降低溫升,減小噪音,增加“dn”值,從而有效提高滾珠絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的高速性能。
(6)采用雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
采用兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī),一個(gè)驅(qū)動(dòng)絲桿軸,一個(gè)以相反方向驅(qū)動(dòng)由軸承支承的滾珠螺母,這樣,在不增加絲桿轉(zhuǎn)速的情況下,被驅(qū)動(dòng)部件(如工作臺(tái))的進(jìn)給速度可提高1倍。同時(shí),該結(jié)構(gòu)還可以實(shí)現(xiàn)同方向差動(dòng)驅(qū)動(dòng),有利于實(shí)現(xiàn)精確微進(jìn)給。
雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)另一方案是,采用兩套伺服系統(tǒng)和兩套滾珠絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一運(yùn)動(dòng)部件。這樣,在不增加絲桿直徑的情況下可以有效提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的剛度,從而有利于高速進(jìn)給的實(shí)現(xiàn)。
(7)采用螺母驅(qū)動(dòng)形式
當(dāng)滾動(dòng)絲桿較長(zhǎng)時(shí),可把傳統(tǒng)的“絲桿傳動(dòng)--螺母?jìng)鲃?dòng)“的絲桿驅(qū)動(dòng)方式改為”絲桿固定,螺母一邊轉(zhuǎn)動(dòng),一邊移動(dòng)“的螺母驅(qū)動(dòng)方式。其優(yōu)點(diǎn)是消除了絲桿臨界轉(zhuǎn)速Nc的限制,可大幅度提高滾珠絲桿螺母的轉(zhuǎn)速。
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