滾珠絲桿在工業(yè)設(shè)備上的用途是將轉(zhuǎn)換運動和直線運動進行轉(zhuǎn)換;即回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動,或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動,滾珠絲桿設(shè)備由螺桿、螺母和滾珠等部件組成。
滾珠絲桿的功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動,這是滾珠螺絲的進一步延伸和發(fā)展,這項發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作,由于具有很小的摩擦阻力,滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。
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滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機床進給驅(qū)動系統(tǒng)的主要功能部件。隨著數(shù)控機床向高速化方向發(fā)展,對機床的進給速度提出了更高的要求。雖然目前人們?yōu)榱藢崿F(xiàn)高速進給探索研究出直線電動機、并聯(lián)虛擬軸機床,但由于它們成本高以及技術(shù)不是很完善等問題,還沒能被廣泛接受。因而高速滾珠絲杠螺母副傳動系統(tǒng)在高速進給驅(qū)動系統(tǒng)中仍然占主導地位。因此,有必要對實現(xiàn)絲杠螺母副高速化的方法及相關(guān)問題進行研究。
1.高速的實現(xiàn)方法
(1)加大導程和螺紋頭數(shù) 這就是我們常說的大導程滾珠絲杠副,先前的觀點是因?qū)С淘龃蟛焕谔岣邔С叹?,而且進給系統(tǒng)的靜剛度迅速下降,所以只適用于對定位精度要求不高的快速驅(qū)動場合。
(2)增加絲杠的旋轉(zhuǎn)速度,增加電動機的旋轉(zhuǎn)速度可以提高進給速度,但是由于絲杠本身的固有頻率,因而存在臨界速度的限制。
(3)絲杠固定,螺母驅(qū)動螺母一邊轉(zhuǎn)動一邊沿固定的絲杠作軸向移動,沒有了作為轉(zhuǎn)速上限的回轉(zhuǎn)絲杠的彎曲臨界轉(zhuǎn)速。但是彎曲固有頻率在固定絲杠的情況下也必須加以考慮
(4)絲杠和螺母同時驅(qū)動。
2. 高速化引發(fā)問題的解決 對于高速機床來說,在滿足高速度的前提下,還要保證,片面地要求高速度是沒有意義的。滾珠絲杠進給系統(tǒng)在高速下長時間運行都會導致滾珠絲杠溫度的上升,隨之勢必產(chǎn)生滾珠絲杠的軸向熱位移,直接導致機床進給軸的定位精度下降。為此,需要采取一定的措施來抑制熱位移,改善機床進給軸的定位精度,從而提高機床的工作精度。
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采用電動絲桿作為執(zhí)行機構(gòu)不僅可減少采用氣動和液壓所需的氣/液源裝置和輔助設(shè)備,也可減少執(zhí)行機構(gòu)的重量,采用電動絲桿執(zhí)行機構(gòu),在改變控制開度時,需要供電,在達到所需開度時就可不再供電。
從節(jié)能看,電動推桿執(zhí)行機構(gòu)比氣動執(zhí)行機構(gòu)有明顯節(jié)能優(yōu)點,適用于遠距離操縱而廣泛用于電力、化工、冶金、礦山、輕工、交通、船舶等部門的風門、閥門、閘門等機構(gòu)的啟閉、物料裝卸、流量控制等,現(xiàn)已被越來越多的部門肯它來代替機構(gòu)手、液墳閥、減速傳動機構(gòu)的自動裝置。
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