采用滾珠絲杠傳動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)
采用滾珠絲杠傳動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)主要采用“旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)+滾珠絲杠”的傳動(dòng)方式。隨著高速加工技術(shù)的不斷發(fā)展,這種傳動(dòng)方式的許多弊端也逐漸表現(xiàn)出來(lái)。
1)電動(dòng)機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器、滾珠絲杠、螺母等一系列中間傳動(dòng)和變換環(huán)節(jié),變?yōu)榱锇搴偷毒叩闹本€運(yùn)動(dòng)。由于中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的存在,使得傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度降低,起動(dòng)和制動(dòng)初期的能耗都用在克服中間環(huán)節(jié)的彈性變形上。尤其細(xì)長(zhǎng)的滾珠絲杠是剛度的薄弱環(huán)節(jié),其彈性變形可使系統(tǒng)的階次變高,魯棒性降低,性能下降。滾珠絲杠彈性變形是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生機(jī)械諧振的主要根源。
2)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)增加了運(yùn)動(dòng)體的慣量,在不增加系統(tǒng)放大倍數(shù)的情況下,系統(tǒng)的速度、位移響應(yīng)變慢;而放大系數(shù)的增大又受系統(tǒng)穩(wěn)定性的限制,過(guò)大的放大倍數(shù)會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定。
3)由于制造精度的限制,中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)不可避免地存在間隙、摩擦及彈性變形等影響,使系統(tǒng)的非線性誤差增加,要進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精度變得很困難。
通過(guò)滾珠絲杠間接傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,加速度特性受運(yùn)動(dòng)部件載荷變化的影響較小,且目前已有許多國(guó)內(nèi)外廠家進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。但是普通傳動(dòng)用的滾珠絲杠由于存在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,導(dǎo)程小,又受到臨界轉(zhuǎn)速的限制等,其所能提供的進(jìn)給/快移速度只有10~20re/rain,加速度為0.39,滿足不了高速加工的要求,因此,高速加工用的進(jìn)給滾珠絲杠普遍采取如下的改進(jìn)措施。
1)加大絲杠的導(dǎo)程和增加螺紋的線數(shù)。前者為提高絲杠每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量(即進(jìn)給速度),后者則為彌補(bǔ)絲杠導(dǎo)程增大后所帶來(lái)的軸向剛度和承載能力的下降。
2)將實(shí)心絲杠改為空心的,這既是為減少絲杠的重量和慣量,也是為便于對(duì)絲杠采取通水內(nèi)冷,以利于提高絲杠轉(zhuǎn)速,提高進(jìn)給/快移速度和加速的能力,減少熱影響。
3)改進(jìn)回珠器和滾道的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量,使?jié)L珠的循環(huán)更流暢,摩擦損耗更少。
4)采用滾珠絲杠固定,螺母與連接在移動(dòng)部件上的伺服電動(dòng)機(jī)集成在一齠
文章作者:amwfnyafs
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