對於滾動軸承和滾珠絲杠來說(shuō),機床在進行加工製造的過程中產(chǎn)生的(de)升溫會導致軸承間隙的(de)遊動和絲杠的伸長,從而直接(jiē)對加工的精度造(zào)成(chéng)影響。針對此種(zhǒng)問題(tí),必須對其間隙進行消除以提高滾動軸承和滾珠絲杠的旋轉精度和負載剛度。在對二者的設(shè)計和製造安裝的過程中,可采用預緊力技術對滾動軸承(chéng)和滾珠絲(sī)杠的間隙進行消除(chú),使其能夠保持良好穩定(dìng)的運行。預緊力是指連接件(jiàn)在受到載荷(hé)的拉力作用之前,為了使連接件間(jiān)的連接緊密度增強(qiáng)而預加的力,以(yǐ)預防隨著所受載荷的加重使連接件間產生(shēng)間隙或者(zhě)滑動,達(dá)到消除間隙的目的。本文從對滾動軸承和滾珠絲杠進行預緊的意義出發,分(fèn)析對機床滾動軸承和(hé)滾(gǔn)珠絲杠進行預(yù)緊的方法。
1 滾動軸承的預緊方法分析
1.1 滾動軸承的預緊(jǐn)
對於滾動軸(zhóu)承(chéng)的預緊是在裝配(pèi)完成的軸承上,軸承的內、外圈在(zài)外力的作用下沿著軸線方向而產生(shēng)相對移動。對軸承的預緊不僅可以是軸承內的間隙得以消(xiāo)除,同時還可以提(tí)高軸承的滾動體與內、外(wài)圈接觸的可靠度(dù)和緊密度。並且在(zài)預緊力(lì)的作用影響下,在接觸處(chù)發生一定的彈性變形,增大(dà)接觸麵,從而使滾動體的負載力提高。進(jìn)行預緊(jǐn)的滾動軸承,其整體的負(fù)載支承剛度提高,磨損有所補充,間隙減小或消除,從(cóng)而提高旋轉(zhuǎn)精度。對滾動軸(zhóu)承的預緊方法有多種,常用的滾動軸承預緊方(fāng)法有軸向預緊方法和徑向預緊方法。
1.1.1 軸(zhóu)向預緊方法
對於球(qiú)軸承多采用軸向預緊方法。此預緊方法可以使軸承的角剛度(dù)和徑向剛度都得以提高,使剛(gāng)度(dù)變化規律發生改變。如果在沒有徑向載荷的情況下,針(zhēn)對球軸承,以Fa 表示軸向載荷,以(yǐ)n δ 表示軸向變形,以a K 表示彈(dàn)性變(biàn)形的係數,則(zé)可以得出軸向的載荷和變形間的近似(sì)關係表(biǎo)達式:
( 1)從球軸承(chéng)的荷載變化可以看出,在相同的外加軸承(chéng)荷載的情況下,如果再對(duì)軸(zhóu)承(chéng)加以預緊,軸承的預緊荷載加上原有的外軸承荷載的雙重(chóng)作用下,其軸向變形比原有單純的外軸承荷(hé)載的軸向變形有明顯的減(jiǎn)小,因此,采用軸向預(yù)緊(jǐn)的方法可以球軸承的剛度得以(yǐ)提高。
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。此種方法主要通(tōng)過對軸承滾動體數的(de)增加,來提高載荷的能力,從而使支承的(de)剛(gāng)度得以提(tí)高。通過徑向預緊,圓柱滾子軸承(chéng)在進行高速運轉的過程(chéng)中,可以是其(qí)運轉產生的離心力減小,預防(fáng)和減少軸(zhóu)承(chéng)旋轉打滑的現象出現。對於內孔呈圓錐形的軸承,在(zài)進行徑向預緊的時候,可將螺母內圈和固定套的位(wèi)置加以鎖緊,使軸承的間(jiān)隙盡量(liàng)的縮小,達到預緊的目的。
1.2 滾動(dòng)軸承預緊力大小的把握
對於軸承預緊力的大小要求受很多因(yīn)素的影響和限製。在(zài)實際工作中,對於預緊力的大小的計算(suàn)非常(cháng)複雜,對此,可采用(yòng)下(xià)麵的方法對預緊力的大小進行估算。首先可以根據實際的生產加工情(qíng)況,對滾動軸承的負荷類型進行判定。負荷類型通常可分為微、輕、中、重四(sì)種(zhǒng)。然後根據設計手(shǒu)冊上(shàng)的額定(dìng)動負荷值除以係(xì)數得出的結(jié)果來大致(zhì)確定預緊力的大小。但是,此種方法得出的結果僅是(shì)一個估算的值,與通(tōng)過公式進行逐步計算的(de)結果是存在一定的差距的。但是依然(rán)可以(yǐ)為實際工作中的預緊操作提供一個參考,如果在某種情況下需要得出精確的預(yù)緊力的值還(hái)是要通過公式來計算。
2 滾珠絲杠的預緊方法分析
2.1 滾珠絲(sī)杠的預緊
在機床中(zhōng),對滾珠絲杠的(de)預緊主要是指對其螺母副中間隙的消除。對滾珠(zhū)絲杠的螺母副進行(háng)負載的預(yù)加,使絲杠副的螺母通過滾珠的轉動從正向和反向兩方麵持續的對絲杠造成壓力,以(yǐ)使螺母(mǔ)和(hé)滾珠絲杠間存在的間隙(xì)消除,從而使滾珠絲杠的精度和(hé)剛度都(dōu)得以提高。但是,在此過程中要注(zhù)意對(duì)預緊力大小的把握。如(rú)果預(yù)緊力過小,間隙不(bú)能得到消(xiāo)除,直接影響滾珠絲杠的定位精度;如果預緊力過大,會增加摩擦力,加(jiā)速絲杠的損耗,縮短(duǎn)使用(yòng)壽命。另外,滾珠絲杠在運行中溫度的升高也對其造成(chéng)熱變形的影(yǐng)響,直接影響其定位的準確度。熱伸長量公式:
( mm) ( 2)
由上述(shù)可以看出溫度對熱伸長度有直接(jiē)的影響(xiǎng)。因此,對滾珠絲杠可采用預拉伸的預緊方法,以使熱(rè)變形對滾珠絲杠精度的(de)影響減小或者消(xiāo)除。在(zài)實際的預緊操作中,可使拉伸量比預計的熱伸長量大些,以消除溫度的影響。也(yě)可加以采用潤滑油的(de)方式,減小摩擦,降低溫度。潤滑油的(de)方法同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緊力中的應用
滾珠絲(sī)杠(gàng)的(de)預緊,對其螺母副進行預緊是重要方(fāng)麵。對螺母副(fù)進行預緊力的控製主(zhǔ)要在於對其軸向預緊(jǐn)力的控製上。在機床的滾(gǔn)珠絲杠裝配預緊中,常采(cǎi)用扭(niǔ)矩- 轉角法對其軸向的預緊力進行適當的控製。此種方法是將螺(luó)母擰(nǐng)合到規定扭矩的基礎上再進行規定角度的(de)轉動,以實現對(duì)軸向預緊力的(de)控製。
具體操作方法參見下圖1 :
、
設扭緊力矩為d M ,先以d M 的力矩(jǔ)將(jiāng)螺母1 預緊,將右半部分的支座上的螺釘擰緊後,再交替將螺母2 和螺母3 擰緊。計算出(chū)軸向支撐點麵的零值所在的位置後輕扭螺母3 到額度伸長值並將其固定,最後將螺母2 同樣以d M 的力(lì)矩擰緊然後固定。此種方法在對滾珠絲杠螺(luó)母副的預緊中(zhōng),表(biǎo)現出穩定性高,誤差小的優點。】
3 結束語
滾動軸承和滾珠絲杠作為現(xiàn)在數控機(jī)床的重要部件,對其進行間隙的(de)消除意義(yì)重大。使用恰當有效的預緊(jǐn)方法,可很好將軸承在間(jiān)隙中的遊(yóu)離(lí)竄動和絲杠的變形進行控製(zhì)和消除。在實際的生產運行中,要根據實際的生產情況和加工要求,對滾(gǔn)動軸承和滾(gǔn)珠絲杠采取相應的預緊方法,達到既對絲杠進行有效的拉伸,又達到對軸承預緊的雙重目的,從而(ér)提高(gāo)整個係統的(de)剛度和精度,使其充分的發揮作用(yòng)。
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