滚珠丝杠副的降温以解决运动精度问题.pdfVIP

RngandMainfenance改装与维修 滚珠丝杠副的降温 以解决运动精度问题 张德隆 (合肥江航飞机装备有限公司，安徽 合肥230051) 摘 要：指出了滚珠丝杠变长的原因及在精密机床上使用存在的问题。用空气冷却装置 以解决丝杠变长的问 题 。 关键词：滚珠丝杠 压缩空气 气体膨胀 时间流量 中图分类号：TH122 文献标识码 ：B Tosolvetheproblem ofthemotionaccuracyofballscrew withaircoolingapparatus ZHANG Delong (AVICHefeiJianghangAircraftEquipmentCo．，Ltd．，Hefei230051，CHN) Abstract：Itpointsoutthereasontocausetheelongationofballscrew andtheproblemsmetinuseofhigh——preci-· sionmachinetoolsandfindsoutthemethodstosettleballscrew lengtheningwithaircoolingapparatus． Keywords：BallScrew；CompressedAir；GasExpansion；Flow CapacityforAverageUnitTime 滚珠丝杠现在已广泛使用在各种机械设备上，滚 装一个空气流量喷嘴，当压缩空气经过喷嘴喷出后，气 珠丝杠副与滑动丝杠副相比具有驱动力矩小、运动精 体膨胀、压力下降吸收周围热量，使得壳体温度降低， 度高、微进给无爬行、运动副无间隙、摩擦力小、发热 壳体的温度略低于环境温度，这有利于带走丝杠副运 小、运动速度高、效率高等优点。其缺点是价格高。滚 动时产生的热量，维持丝杠的温度接近恒定。但气流 珠丝杠由于精度的要求 (正反转无间隙)，钢球在丝杠 压力过高，流过喷嘴的压差过大、流量过大会造成局部 丝母 中间必受到一定的预应力。由于预应力的存在 ， 温度过低，使得丝杠的温度降低、长度收缩，同样不能 丝杠长时间高速运行时仍不免因摩擦发热使得丝杠变 达到提高精度的目的。为了不致使壳体及周围温度过 长．其伸长量将多达0．1mm／400mm以上，影响机床 低，应控制气流流过壳体的压力和时间流量，并根据具 的重复定位。上午与下午加工的工件有 明显的误差 。 体情况仔细调整空气压力和气流的时间流量(时间与 为提高设备精度，精密设备使用装有光栅尺的闭环控 流量的乘积)，当被冷却的轴有运动时电磁阀打开，气 制系统．来解决精度问题，但闭环系统价格昂贵 。对于 流进入壳体，流过丝母和丝杠的表面，给丝杠副降温。 开环系统要想提高精度，就要解决丝杠发热问题，或者 当轴停止运动时电磁阀关闭，切断气流以避免丝杠副 将开环控制改成闭环控制，但改造费用约20余万元， 过度冷却。用于冷却的压缩空气必须是经过干燥的， 对于旧设备的改造成本太高。或者将丝杠 由一端支承 并应加入油雾，以防止丝杠副生锈。对于湿度大的天 改为两端支承，但是非常麻烦，安装的精度要求很高， 气情况和高湿的气候条件应对壳体进行保温，防止壳 且有些设备不具备安装条件，如果安装精度较差会影 体的温度低于空气的露点温度使湿空气在壳体表面结 响丝杠副的使用寿命。因此针对丝杠发热的情况采用 露造成丝杠生锈。且保温层有利于冷量的散失，减少 空气冷却装置对丝杠及丝母座进行冷却，以解决由于 空气流量，节约能源。随着环境温度的变化应对冷却 丝杠运转发热造成的精度 问题，是既经济又有效的解 的空气进行适当的调整。经过调试使用效果很好，冷 决办