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PMI滚珠丝杆螺母高速化的主要问题

发布时间:2019/8/1 9:24:56   来源:安昂传动   作者:admin   浏览量:1106

 

PMI滚珠丝杆螺母高速化的主要问题

PMI滚珠丝杆螺母相对滑动丝杆螺母来说,具有优良的传动特性,在数控机床的发展中出了重要贡献。但是,传统结构的滚珠丝杆螺母并不满足机床高速化的需要,表现出自身的一些确定,主要表现在以下几个方面:

(1)滚珠丝杆螺母传动系统的刚度较低,受系统共振临界转速的限制由滚珠丝杆螺母组成的振动系统产生共振的临界转速Nc。

(2)滚珠受安全转速的限制

(3)丝杆螺母在高速回转下发热比较严重,影响机床传动精度

有关实验表明,滚珠丝杆螺母的发热量主要取决于摩擦扭力和转速,当回转速度增大时,丝杆螺母产生的热量无法实时散发而造成温升,引起滚珠丝杆轴变形,改变了工件和刀具

之间的相对位置,使得加工精度降低。

(4)噪音较大,环保性差

高速回转时PMI滚珠丝杆螺母噪音的来源是滚道表面粗糙度、滚道表面形状、转速和滚珠的形状以及相互之间的碰撞。这些因素取决于滚珠丝杆螺母的加工工艺。

从以上四点可以得知,单靠提高丝杆的转速来提高滚珠丝杆螺母进给驱动速度是不可取的。其进给速度的提高主要是靠增大滚珠丝杆的导程来实现的。传统滚珠丝杆导程角小于10,为了简化计算,其运动学、力学模型都没有考虑螺旋升角的因素。

目前滚珠丝杆的设计理论都是基于传统滚珠丝杆的运动学、力学模型。但是随着滚珠丝杆导程的增大,有的滚珠丝杆的螺旋升角最大值接近20,这样就势必对滚珠丝杆的运动学、力学特性产生影响,因此有必要完善目前滚珠丝杆的运动学、力学模型。滚珠丝杆导程的增大同时带来了以上所述的螺母加工难题。

滚珠丝杆中的滚珠循环轨道包括丝杆与螺母之间的螺旋滚道、回珠反向(导珠管)两部分。滚珠在螺旋线滚道和回珠导珠管内进出交替变换时,其运动状态和受力状态发生了很大变化,在螺旋线滚道内的滚珠受到很大的预紧力和外负载力,而在回珠导珠管内的滚珠则不受预紧力的作用。

滚珠的循环反向运动是影响滚珠丝杆性能的主要因素之一,但是由于滚珠丝杆的结构限制,目前还无法实现对滚珠实现对滚珠的运动状态进行直接测量,需要应用可行的研究方法对这一循环反向过程进行研究。

要解决上述问题首先应从滚珠丝杆的结构设计开始,对滚珠丝杆进行运动学和动力学分析,找到PMI滚珠丝杆内的滚珠的运动规律和影响滚珠丝杆性能的主要因素,从而为改进滚珠丝杆的结构提供理论指导,其次,从工艺上解决,选取适当的滚珠丝杆预紧转矩,通过合理的加工和装配工艺流程,提高产品的内在质量,最后,减小滚珠丝杆的预紧转矩的变动量,使滚珠丝杆的适应高速驱动的要求。


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