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滾珠絲杠用高剛（gāng）度固定支承牽拉機構的創新設計

2017-8-4 來源（yuán）：常州機電職業技術學院作者：孫春霞

摘要: 在高精度大型、重型數控機床上，用推力軸承 + 向心軸承 + 推力軸承（chéng）組合，固定支承牽拉滾（gǔn）珠絲杠（gàng），給滾珠（zhū）絲杠施加拉應力，補償絲杠熱變形，維持滾珠絲杠導程不變，從而保證機床精度穩定性。

關鍵詞: 固定支承; 牽（qiān）拉機構; 軸承; 補償

滾珠絲杠常用向心軸承、推力軸承（chéng）固定支（zhī）承，支承寬度小、剛度低、抗（kàng）振性差，直接影響機床的定位精度、重複定位精度。沒（méi）有牽拉預緊隻（zhī）有高（gāo）剛度固定（dìng）支承的滾珠絲杠，導程隨溫度（dù）變化敏感，精度穩定性（xìng）差。

1.高剛度固定支承牽（qiān）拉機構

高精度數控機床、特別是高精度大型、重型數控機床的滾珠絲杠，需要一（yī）種高剛（gāng）度固定支承、牽拉（lā）補償滾珠絲杠熱變形的機構，來提高其穩定性。如圖 1 所示。

2.工作（zuò）原理

圖 1 所示為高剛度（dù）固定支（zhī）承牽拉機（jī）構工作原理示意圖。圖中絲杠的上半部分、下半（bàn）部分位置不同，分別表示（shì）機構間隙補償前、間隙補償後的情況。

本機構用推力軸承 + 向心軸承 + 推力軸承組合固定支承牽拉滾珠絲杠。

鎖緊螺母 6，依次推緊右側支承套、右側推力軸承、軸承套 8、左側推力軸承 2、左側支承套 1、套 11，頂死在滾珠絲杠 10 的軸階上，給兩個（gè）推力軸承適當預緊。

向心軸承 3 居中將徑向力傳遞到軸承套 8、軸（zhóu）承座 9，其寬度略小於軸承套 8 上的安裝通孔深度。

兩側布置的兩隻推力軸承的固定圈，緊貼軸承（chéng）套8 內安裝通孔的（de）孔口端麵，傳遞雙向軸向力，兩個（gè）推力軸承的轉動圈分別由兩隻相同的支撐套（tào）、傳動鍵 4 與滾珠絲杠 10 一（yī）起轉動。

擰緊牽拉套 5 上的螺釘拉動軸承（chéng）套 8，直至完全消除與牽（qiān）拉套 8 間預留的間隙，即補（bǔ）償量 C，給滾珠（zhū）絲杠 10 施加拉應力，補償絲杠熱變形。改變調整墊 7 的厚度 H 即可改變施加於滾珠絲杠的拉應力大小，保證機床精度穩定性。軸承座、軸承套上開有間隙潤滑油道，軸承與外界用回轉密封圈防塵，能（néng）有效延長（zhǎng）壽命。

3.行程補償量的調整

滾珠絲杠副本身製造的幾何誤差、絲杠副在（zài）傳動過程中的磨損以及絲杠副工作（zuò）時溫度（dù）升高產（chǎn）生的軸隙，都會影響滾珠絲杠副的傳動精度和定位精度（dù），因此，在高精度數控（kòng）機床（chuáng）上，常采用行程補償量的方式消除絲杠、滾珠、螺母間的間隙，提（tí）高滾珠絲杠（gàng）的剛度。在圖（tú） 1 中，C 為行程補償（cháng）量; H 為調整（zhěng）墊 7 的厚度; L1、L2為牽拉套 5 的軸（zhóu）向（xiàng）長度; L3為鎖緊螺母 6 給兩個推力軸承預緊後，軸承套 8 右側端（duān）麵到軸承座 9右（yòu）側端麵的軸向（xiàng）距離。從圖 1 中可知:

式（shì）中: C 可根據機床設計要（yào）求，按設計手冊進行相關計算獲得; L3也可在安裝中測得實際尺寸。由式( 1) 知，通過改（gǎi）變牽拉套 5 的軸向長度 L1、L2及調整墊 7 的厚度 H，可簡單方便地調（diào）整行程補償量。一般 L1、L2固定不變（biàn），僅調整 H，即可調（diào）整行程補償量 C。

4.結語

文中軸（zhóu）向和徑向高剛度固定支承牽拉機構，通過創新推力軸（zhóu）承 + 向心軸承 + 推力軸（zhóu）承組合設計結構，給滾珠絲杠施加拉應力，補償絲杠熱變形，維持滾珠絲杠導程不變，從（cóng）而保證機床精度穩定（dìng）性。該機構已獲得發明專利( CN1034234018) 。

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