對(duì)於滾動(dòng)軸承和滾珠絲杠來說,機床在進行加工製造的過(guò)程(chéng)中產生的升溫會(huì)導致軸承間(jiān)隙(xì)的遊動和絲杠的(de)伸長,從而直接對加工(gōng)的精度造成(chéng)影響。針對此種問題,必須對其間隙進行消除以提高(gāo)滾動(dòng)軸承和滾珠絲杠的旋(xuán)轉精度和負載剛度(dù)。在對二者的(de)設(shè)計和製造安裝的過程中,可采用預(yù)緊力(lì)技術對滾動軸承和滾珠絲杠的間隙進行消除,使其能夠保持良好穩定的運行。預緊力是指連接(jiē)件在受到載荷的拉(lā)力作用之前,為了使連(lián)接件(jiàn)間的連接緊密(mì)度增強而預加的力,以(yǐ)預防隨著所受載荷的加重使(shǐ)連接件間產生間(jiān)隙或者滑動,達到消除(chú)間隙的目的。本(běn)文從對滾動軸承和滾珠絲杠進行預緊的意義出發,分析對機(jī)床滾動軸(zhóu)承和滾珠絲杠進行預緊的方法。
1 滾(gǔn)動軸承的預緊方法分析
1.1 滾動軸承的預緊
對於滾動軸承的預緊是在裝配完成的軸承上(shàng),軸承的內、外圈在外力的作用下(xià)沿著軸線方(fāng)向(xiàng)而產生相對移動。對軸(zhóu)承的預緊不僅可以是軸承內的間隙得以消除,同時還可以提高軸承的滾動體(tǐ)與內(nèi)、外圈接觸的(de)可靠度和緊密度。並且在預緊力(lì)的作用影響(xiǎng)下,在接觸處發生一定(dìng)的彈性變形,增大接觸麵,從而使滾動體的負載力提高。進行預(yù)緊的滾動(dòng)軸承,其整體的負載支(zhī)承剛度提高,磨損有所(suǒ)補(bǔ)充,間隙減小或消除,從而提高旋轉(zhuǎn)精度。對滾動軸承的預緊(jǐn)方法有多種,常用的滾動軸承預緊(jǐn)方法有軸向預緊方法和徑向(xiàng)預緊方(fāng)法。
1.1.1 軸向預緊方法(fǎ)
對於球軸承多采用軸向預緊方法。此預緊方法可(kě)以使軸承的角剛度和徑向剛度都得以提高,使剛度變化規律發生改變。如果在沒有徑向載荷的(de)情況下,針對球軸(zhóu)承,以Fa 表示軸(zhóu)向載荷(hé),以n δ 表示軸向變形,以a K 表示彈性變形的係數,則可以得出軸向的載荷和變形間的近似關係表(biǎo)達式:
( 1)從球軸承的荷載變(biàn)化可以看出,在相同的外加軸承荷載的情況下,如果再對軸承加以(yǐ)預緊(jǐn),軸(zhóu)承的預緊荷載加上原有的外軸承荷載(zǎi)的雙重作用下,其軸向變形比原有單純的(de)外軸承荷載的軸向變形有明顯的減小,因此,采用軸向預緊的(de)方法(fǎ)可以球軸承的剛度得(dé)以提高(gāo)。
1.1.2 徑向預緊方法
對於圓柱滾子軸承多采用徑向預緊方法。此種方法(fǎ)主要通過(guò)對(duì)軸承滾動體(tǐ)數(shù)的增加,來提高載(zǎi)荷的能力,從而使支承的剛度(dù)得以提(tí)高。通過徑向預緊,圓柱(zhù)滾子軸承在進行高速運轉的過程中,可以是其運轉產(chǎn)生的離心力減小,預防(fáng)和減少軸承(chéng)旋轉打滑的現象出(chū)現(xiàn)。對於內孔呈圓錐形的軸承,在進(jìn)行徑向預緊的(de)時候,可將螺母內圈和固定套的(de)位置加以鎖緊,使軸承的間隙盡量的縮小,達到預緊的目的。
1.2 滾動(dòng)軸(zhóu)承預緊力(lì)大小的把握
對(duì)於(yú)軸承預緊力的大小要求受很多因素的影響和限製。在實際工作中,對於預緊力的大小的計算非(fēi)常複雜,對此,可采用下麵(miàn)的方法對預緊力的大小進行(háng)估(gū)算。首先可(kě)以根據實(shí)際的生產加工情況,對滾動軸承的(de)負荷類型進行判(pàn)定。負荷類(lèi)型通(tōng)常(cháng)可分為微、輕、中、重四種。然後根據設計手冊上的額定動負荷值除以係數得出的結果來大致確定預緊(jǐn)力的大小。但(dàn)是,此種方法得出的結果僅是一個估(gū)算的值,與通過公式進行逐(zhú)步計算的結果是存在一定的差(chà)距的。但是依然可以為實際工作中的預緊操作提供一個參考,如果在某種(zhǒng)情況下需要得出精確的預緊(jǐn)力的值還是(shì)要通過公式來計算。
2 滾珠(zhū)絲杠的預緊方法分析
2.1 滾珠絲杠的預緊
在機床(chuáng)中,對滾珠絲杠的預緊主要是指對其螺母副中間隙的消除。對滾珠絲杠的螺母副進行負載的預加,使絲杠副的螺(luó)母通過(guò)滾珠的轉動從正向和反向兩方麵持(chí)續的對絲杠造成壓力,以使螺母和滾珠絲杠間存在的間隙消(xiāo)除,從而使滾珠絲(sī)杠的精度和剛度都得以提高。但是,在(zài)此過程中要(yào)注(zhù)意對預緊力(lì)大小的把握。如果預緊力過小,間隙不(bú)能得到消除,直接影響滾珠絲(sī)杠的定位精度;如果預緊力過大,會增加摩擦力,加速絲杠的損耗,縮短使用壽命。另外(wài),滾珠絲杠在運行中溫度的升高也對其造成熱變形的影(yǐng)響,直(zhí)接影響其定位的準確度。熱伸長(zhǎng)量公式:
( mm) ( 2)
由上述可以看出溫度對熱(rè)伸長(zhǎng)度有直接的影(yǐng)響(xiǎng)。因此,對滾珠絲杠可采用預拉伸的預緊方法,以使熱變形對滾珠絲杠精度(dù)的影(yǐng)響減小或(huò)者消除(chú)。在實際(jì)的預緊操作中,可(kě)使拉伸量比(bǐ)預計的熱伸長量(liàng)大(dà)些(xiē),以消除(chú)溫度的影(yǐng)響。也可加以(yǐ)采用潤滑油的方式,減小摩擦,降低溫度。潤滑油的方法(fǎ)同(tóng)樣可在滾動軸承的預緊中加(jiā)以使用。
2.2 扭矩- 轉角法在控製軸向預(yù)緊力中的應用
滾珠絲杠的(de)預(yù)緊,對其螺(luó)母副(fù)進行預緊是重要方麵(miàn)。對螺母副進行預緊力的控製主要在於對其軸向預緊力的控製上。在機床的滾珠絲杠裝配預(yù)緊中,常采用扭矩- 轉角法對其軸(zhóu)向的預緊力進行適(shì)當的控製。此種(zhǒng)方法是將螺母擰合到規定扭矩(jǔ)的基礎上(shàng)再進行規定角度的轉動,以實現對軸向(xiàng)預緊力的控製。
具(jù)體操作方法(fǎ)參見(jiàn)下圖1 :
、
設扭緊力(lì)矩為d M ,先以d M 的力(lì)矩將螺母1 預緊,將右半部分的支座(zuò)上的螺釘擰緊後(hòu),再交替將(jiāng)螺母2 和螺母3 擰緊。計算出軸向(xiàng)支撐點麵的零值所在的位置後輕扭螺母3 到額度伸(shēn)長值並將其固定,最後將螺母2 同樣以d M 的力矩擰緊然後固定。此(cǐ)種方法在(zài)對滾珠絲(sī)杠螺(luó)母副的預緊(jǐn)中,表現(xiàn)出穩定性高,誤(wù)差小的優點。】
3 結束語
滾動軸承和滾珠絲杠作為現在數控機床的(de)重要部件,對(duì)其進行間隙的消除意義(yì)重大。使用恰當有效的預緊方法,可很好將軸(zhóu)承在間隙中的遊離竄動(dòng)和絲杠的變形進行控製和消除。在(zài)實際的生產運行中,要根據實際的(de)生產情況和加工要求,對滾動(dòng)軸承和滾珠絲杠(gàng)采取相應的預緊方法,達到既對(duì)絲杠進行有效的拉伸,又達到對軸承預緊的雙重目的,從而提高整個係統的剛度和精度,使其充分的發揮作用。
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