滚珠丝杠简介及其在数控机床上的使用.doc

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1、滚珠丝杠简介及其在数控机床上的使用[摘要]滚珠丝杠以其传动效率高、精度好，精度保持性强等特点广泛应用于数控机床，但是常常由于使用、维修、维护不当等原因，造成无法满足加工精度要求，本文根据滚珠丝杠副的特点，及历年来对数控机床的维修，通过对滚珠丝杠损坏原因的分析，并结合具体维修案例，阐述了滚珠丝杠在数控机床上的使用，及其如何延长滚珠丝杠的使用寿命。　　[关键词]功能部件数控机床滚动导轨副滚珠丝杠副数控系统　　　　滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杆由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺

2、丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杆被广泛应用于各种数控机床和精密仪器。　　滚珠丝杆的特点：　　　　1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3　　滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。　　　　2、高精度轴承的保证　　滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度•湿

3、度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证　　3、微进给可能　　滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。　　4、无侧隙、刚性高　　滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。　　　　5、高速进给轴承可能　　滚珠丝杆由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。　　精度公差:C10,C7,C5,C3,C2,C1--数字越小，精度越高。　　但在实际应用中，经常由

4、于工作人员对丝杠的性能不了解或保养不够等原因，造成丝杠副的故障或损坏，从而对机床进给运动造成各种影响：　　（1）过载问题　　滚珠丝杠副进给传动的润滑状态不良、轴向预加载荷太大、丝杠与导轨不平行、螺母轴线与导轨不平行、丝杠弯曲变形时，都会引起过载报警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流的报警，或在电柜的进给驱动单元上，用指示灯或数码管提示驱动单元过载、过流信息。　　（2）窜动问题3　　窜动问题是滚珠丝杠副进给传动的润滑状态不良、丝杠支承轴承的压盖压合情况不好、滚珠丝杠副滚珠有破损、丝杠支承轴承可能破裂、轴向预加载荷太小，使进给传动链的传动间隙过大，引

5、起丝杠传动时的轴向窜动。　　（3）爬行问题　　爬行问题一般发生在启动加速段或低速进给时，多因进给传动链的润滑状态不良、外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠连接用的联轴器，如连接松动或联轴器本身缺陷，如裂纹等，会造成滚珠丝杠转动和伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。　　对于丝杠引起故障如何进行处理呢，下面我们来对它进行一下分析和总结，以确定我们的维修思路。滚珠丝杠副常见的故障会引起数控机床产生进给运动误差，而进给运动误差表现在由滚珠丝杠副的工作状况上，反映为噪声过大、运动不灵活。下面就这两种故障现象进行简要分析。

6、　　（1）故障现象1——滚珠丝杠副噪声过大（见表3-1）　　（2）故障现象2——滚珠丝杠运动不灵活（见表3-2）　　下面我们再来看两个实例：　　　　1.一台VMC850（FANUC0M-D系统）加工中心，在工作中发现Y轴加工尺寸老是不稳定，偶而还会出现409#报警。经检查发现Y轴丝杠锁紧螺母松动，打紧后重新安装，试加工，不再出现409#报警，但加工尺寸还是不太稳定，再次检查Y轴丝杠，没有发现什么问题，将其从机床上取下，用手转动螺母副，发现螺母副间隙过大，明显看到有晃动现象。分析原因并再次检查丝杠润滑系统，发现润滑油管断裂，不能有效进行润滑，更换油管及丝杠，重新

7、安装，故障排除。　　　　2．一台VM85（FANUC0I）加工中心，X轴在工作中出现噪音大，经检查发现轴承座密封损坏导致丝杠轴承锈蚀，需更换轴承，工作人员进更换，但更换后试机，发现X轴运动到原点附近就出现过热报警并伴随有嗡嗡声音，检查参数未发现什么问题，对刚才更换过程进重新检查，发现工作人员在更换轴承时，无意将远端轴承座上下调换了方向，因为轴承座方向不同时它的高低不同，致使轴承座与丝杠不同轴，螺母副远离该轴承座时丝杠尚能转动，当靠近这个位置时因不同轴致使丝杠受力过大，从而产生报警。重新安装轴承座后，故障排除　　由上面的分析及实例可以看出，丝杠的故障均由于维护保

8、养不到位引起的，下面我们来谈一下丝杠的