上銀HIWIN滾珠絲杠的安裝形式-漢工精密講解
滾珠絲杠副作為數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈，其裝配形式和精度決定了數(shù)控機(jī)床的定位精度，也影響著進(jìn)給軸插補(bǔ)運(yùn)行的平穩(wěn)性。
一、滾珠絲杠副安裝形式及受力
控機(jī)床進(jìn)給軸常見的絲杠支撐有如下幾種形式：
1、一端固定——一端自由
絲杠一端固定，另一端自由。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力，這種支承方式用于行程小的短絲杠或者用于全閉環(huán)的機(jī)床，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的機(jī)械定位精度是最不可靠的，特別是對(duì)于長徑比大的絲杠（滾珠絲杠相對(duì)細(xì)長），熱變性是很明顯的，
2、一端固定——另一端支承
絲杠一端固定，另一端支承。固定端同時(shí)承受軸向力和徑向力；支承端只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動(dòng)，可以減少或避免因絲杠自重而出現(xiàn)的彎曲，同時(shí)絲杠熱變形可以自由的向一端伸長。這種結(jié)構(gòu)使用最廣泛，目前國內(nèi)中小型數(shù)控車床、立式加工中心等均采用這種結(jié)構(gòu)。
3、兩端固定
絲杠兩端均固定。固定端軸承都可以同時(shí)承受軸向力，這種支承方式，可以對(duì)絲杠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，提高絲杠支承剛度，可以部分補(bǔ)償絲杠的熱變形。
對(duì)于大型機(jī)床、重型機(jī)床以及高精度鏜銑床常采用此種方案。但是，這種絲杠的調(diào)整比較繁瑣，如果兩端的預(yù)緊力過大，將會(huì)導(dǎo)致絲杠最終的行程比設(shè)計(jì)行程要長，螺距也要比設(shè)計(jì)螺距大。如果兩端鎖母的預(yù)緊力不夠，會(huì)導(dǎo)致相反的結(jié)果，并容易引起機(jī)床震動(dòng)，精度降低。所以，這類絲杠在拆裝時(shí)一定要按照原廠商說明書調(diào)整，或借助儀器（雙頻激光測量儀）調(diào)整。
二、滾珠絲杠軸承的排列與命名
首先我們了解典型的進(jìn)給軸傳動(dòng)鏈，最終支撐滾珠絲杠的是近端支承軸承和遠(yuǎn)端支承軸承，這兩組軸承通過相互的作用，將軸向力頂住，也就是絲杠軸成巧妙地運(yùn)用了“角接觸軸承”即可以承受徑向力，又可以承受軸向力的雙向受力特點(diǎn)。
當(dāng)軸承內(nèi)擋圈和外擋圈受到一組相反方向的作用力時(shí)，軸承鋼珠承受著一對(duì)互為相反的作用力，從靜力學(xué)的角度上看，當(dāng)物體靜止時(shí)，這一對(duì)作用力大小相等，方向相反。
作為機(jī)床絲杠傳動(dòng)，來自工作臺(tái)的軸向力是作用在軸承的內(nèi)圈上，如果我們約束絲杠不竄動(dòng)，只要在軸承外圈上作用一個(gè)方向相反、大小相等的力即可，這樣軸向受力是平衡的。又由于內(nèi)、外圈之間是滾動(dòng)摩擦，因而保證了絲杠靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于數(shù)控機(jī)床絲杠傳動(dòng)，需要根據(jù)不同的情況控制軸承的游隙（鋼珠與內(nèi)外環(huán)之間的間隙），對(duì)于低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)，需要這一游隙是過盈的，即要使鋼珠在滾到內(nèi)受擠壓變形，從配合角度講，間隙是負(fù)值。而對(duì)于高速小一點(diǎn)的負(fù)載，則需要游隙大一點(diǎn)，預(yù)留出高速運(yùn)行后鋼珠和內(nèi)圈的熱膨脹系數(shù)。
絲杠的約束是通過近端軸承及遠(yuǎn)端軸承的軸向和徑向約束來完成，不同安裝形式下的絲杠受力情況以及滾珠絲杠軸承安裝形式，對(duì)于今后日常維護(hù)，特別是傳動(dòng)鏈的精度調(diào)整有所幫助。
取材自：《金屬加工》
