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高速滚珠丝杠副面临的问题

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浏览:- 发布日期:2022-09-20 13:02:13【

高速滚珠丝杠副面临的问题

 作为高速进给传动系统中的主要执行元件,滚珠丝杠副的动态性能和热特性对高速传动的性能影响很大。系统由于转速的提高,滚珠丝杠进给系统中的接触区域(丝杠螺母、轴承等)会产生大量热量,而这些热量不能及时散去,会使滚珠丝杠的温度升高并造成滚珠丝杠的热变形,降低机床的加工精度。

 随着高速数控机床的发展,对滚珠丝杠的性能也提出了更高的要求,滚珠丝杠的传动速度v=p·n(其中P为滚珠丝杠的导程,n以为转速)所以提高滚珠丝杠的传动速度可以有两种方式:一种是提高滚珠丝杠的转速,另一种是采用大导程。

提高转速n通常受滚珠限制丝杠d·n(d为滚珠丝杠的公称直径)。当n增大时,d会减小,导致系统刚性差,容易变形影响加工精度。导程P过大时,不仅增加了滚珠丝杠的制造难度,定位精度难以提高,降低了滚珠丝杠副的承载能力,而且增加了伺服电机的启动扭矩,因此需要进行折中考虑。在具体设计中考虑选择合适的决定速度和领先。

 在实际应用中,滚珠丝杠高速化后,主要面临以下问题:

 滚珠丝杠的强度和刚度。只有满足滚珠丝杠的加减速特性,高速滚珠丝杠的直线运动才有意义。在这种情况下,滚珠丝杠往往会受到很大的冲击力,否则会影响加工精度。因此对于高速滚珠丝杠,不仅需要合理的结构设计,而且在制造过程中还需要合理安排加工工艺,消除内应力,从而提高滚珠丝杠的承载能力和刚度,满足高速驱动的要求。

 滚珠丝杠的热量。滚珠丝杠高速旋转后,温升是一个无法回避的问题降低滚珠丝杠温升的方法是减少其发热或增加散热。对滚珠丝杠副施加预紧力可以吸收部分热量采用空心滚珠丝杠进行强制冷却是一种常用的强制冷却方式,以增加散热。

高速滚珠丝杠的强度和刚度可以理论上计算,可以通过增加设计尺寸来解决。但是, 滚珠丝杠的发热是不可避免的有必要通过理论分析来了解发热的来源和散热的方法,从而根据实际情况找到解决温升和抑制热位移的方法。

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