滚珠丝杠的故障原因及维护方法
滚珠丝杠的故障原因及维护方法
滚珠丝杠的性能要求十分严格，其要求传动可靠性高，不易磨损，可长期无故障运行，还须传动灵敏，运行精度高，不易产生爬行。同时，传动效率要高，运行平稳，一般为η=0.92~0.96，在施加预紧力后，可消除轴向间隙，在反向时无空行程。但是，其缺点是不能自锁，垂直安装时需有平衡装置。按滚珠丝杠的传动形式可分为丝杠转动传动和螺母转动传动。丝杠转动是指：丝杠转动，螺母固定在工作台上。丝杠旋转推动螺母，螺母带动工作台做往复运动。一般我们常见的都是这种类型的安装方式。螺母传动是指：丝杠被固定，螺母通过轴承固定在工作台上，伺服电机带动螺母旋转，螺母沿丝杠做轴向运动，进而带动工作台运动。这种传动方式一般用于丝杠较长的机床上，防止丝杠因刚性不足而产生震动和变形。
按滚珠丝杠螺母结构可分为：内循环和外循环两种方式。外循环方式的滚珠丝杠螺母由丝杠、滚珠、回珠管和螺母组成。与内循环方式的主要区别在于，螺母螺旋槽的两端用回珠管连接起来，使滚珠能够从一端重新回到另一端，构成一个闭合的循环回路。内循环方式的滚珠丝杠螺母结构关键是在螺母的侧孔中装有圆柱凸轮式反向器，反向器上铣有Ｓ形回珠槽，将相邻两螺纹滚道连接起来。滚珠从螺纹滚道进入反向器，借助反向器迫使滚珠越过滚珠丝杠牙顶进人相邻滚道，实现循环。
因滚珠丝杠传动系统在数控机床各机构中实际运行最为频繁，各零部件经常产生机械磨损和润滑不良，因而，常常出现定位精度下降，反向间隙过大机械爬行，轴承磨损严重，噪音过大等故障。当这些故障出现时就要我们对此做出正确的诊断，才能及时修复设备。滚珠丝杠在运行中产生的故障现象主要可以分为2类。
滚珠丝杠螺母副及其支撑系统由于长时间运行产生的磨损间隙，将直接影响数控机床的传动精度和刚性。一般故障现象有:反向间隙大、定位精度不稳定等。根据磨损具体产生的位置,故障原因可细分为以下几类:滚珠丝杠支撑轴承磨损或轴承预加负荷垫圈配的不合适；滚珠丝杠双螺母副产生间隙,滚珠磨损；滚珠丝杠单螺母副由于磨损产生间隙；螺母法兰盘与工作台之间没有固定牢产生间隙。
滚珠丝杠所产生故障是多种多样的，没有固定的模式。有的故障是渐发性故障，要有一个发展的过程，随着使用时间的增加越来越严重；有的是突发性故障，一般没有明显的征兆，这种故障是各种不利因素及外界共同作用而产生的。所以通过正确的检测来确定真正的故障原因，是快速准确维修的前提。
当数控机床出现反向误差大，定位精度不稳定过象限出现刀痕时，首先要检测丝杠系统有没有间隙。检测的方法是：用百分表配合钢球放在丝杠的一端中心孔中，测量丝杠的轴向窜动，另一块百分表测量工作台移动；正反转动丝杠，观察两块百分表上反映的数值，根据数值不同的变化确认故障部位。
如测量丝杠的百分表在丝杠正反向转动时指针没有摆动，说明丝杠没有窜动；如百分表指针摆动，说明丝杠有窜动现象，该百分表最大与最小测量值之差就是丝杠的轴向窜动的距离。这时，我们就要检查支撑轴承的背帽是否锁紧，支撑轴承是否已磨损失效预加负荷轴承垫圈是否合适。如果轴承没有问题，只要重新配做预加负荷垫圈就可以了。如果轴承损坏需要把轴承更换掉重新配做预加负荷垫圈，再把背帽背紧。丝杠轴向窜动大小主要在于支撑轴承预加负荷垫圈的精度。丝杠安装精度最理想的状态是没有正反间隙，支撑轴承还要有0.02 m左右的过盈。
对于单螺母滚珠丝杠，杠螺母副之间的间隙是不能调整的。如检测出丝杠螺母副存在间隙,首先检查丝杠和螺母的螺纹圆弧是否已经磨损，如磨损严重，必须更换全套丝杠螺母;如检查磨损轻微,就可以更换更大直径的滚珠来修复。在修复时,首先要检测出丝杠螺母副的最大间隙，换算成滚珠直径的增加，然后选配合适的滚珠重新装配。这样的维修是比较复杂,所需时间长，要求技术水平高。
螺母法兰盘与工作台连接没有固定好而产生的间隙，这个问题一般容易被人忽视，因机床长期往复运动，固定法拉盘的螺钉松动产生间隙，在检查丝杠螺母间隙时最好把该故障因素先排除，以免在修理时走弯路。滚珠丝杠副运动不平稳音过大等故障的维修，滚珠丝杠螺母副运动不平稳和噪音过大，大部分是由于润滑不良造成的，但有时也可能因伺服电机驱动参数未调整好造成的。
机床在工作中如产生噪音和振动，在检测机械传动部分没有问题后，首先，要考虑到润滑不良的问题，因为很多机床经过多年的运转，丝杠螺母自动润滑系统往往堵塞不能自动润滑。这时,可以在轴承螺母中加入耐高温、耐高速的润滑脂就可以解决问题，润滑脂能保证轴承、螺母正常运行数年之久。有的机床在运动中产生振动和爬行，往往检测机械部分均无问题，不管怎样调整都不能消除振动和爬行。经仔细检查，发现伺服电机驱动增益参数不适合实际运行状况。调整增益参数后，就可消除振动和爬行故障。
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