采用滾珠絲杠傳動的進給系統
采用滾珠絲杠傳動的進給系統數控機床進給系統主要采用“旋轉電動機+滾珠絲杠”的傳動方式。隨著高速加工技術的不斷發展,這種傳動方式的許多弊端也逐漸表現出來。
1)電動機輸出的旋轉運動需經過聯軸器、滾珠絲杠、螺母等一系列中間傳動和變換環節,變為溜板和刀具的直線運動。由于中間傳動環節的存在,使得傳動系統的剛度降低,起動和制動初期的能耗都用在克服中間環節的彈性變形上。尤其細長的滾珠絲杠是剛度的薄弱環節,其彈性變形可使系統的階次變高,魯棒性降低,性能下降。滾珠絲杠彈性變形是數控機床產生機械諧振的主要根源。
2)中間傳動環節增加了運動體的慣量,在不增加系統放大倍數的情況下,系統的速度、位移響應變慢;而放大系數的增大又受系統穩定性的限制,過大的放大倍數會使系統不穩定。
3)由于制造精度的限制,中間傳動環節不可避免地存在間隙、摩擦及彈性變形等影響,使系統的非線性誤差增加,要進一步提高系統的精度變得很困難。
通過滾珠絲杠間接傳動的優點是技術成熟,結構相對簡單,加速度特性受運動部件載荷變化的影響較小,且目前已有許多國內外廠家進行標準化、系列化和模塊化的專業化生產。但是普通傳動用的滾珠絲杠由于存在轉動慣量大,導程小,又受到臨界轉速的限制等,其所能提供的進給/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,高速加工用的進給滾珠絲杠普遍采取如下的改進措施。
1)加大絲杠的導程和增加螺紋的線數。前者為提高絲杠每轉的進給量(即進給速度),后者則為彌補絲杠導程增大后所帶來的軸向剛度和承載能力的下降。
2)將實心絲杠改為空心的,這既是為減少絲杠的重量和慣量,也是為便于對絲杠采取通水內冷,以利于提高絲杠轉速,提高進給/快移速度和加速的能力,減少熱影響。
3)改進回珠器和滾道的設計制造質量,使滾珠的循環更流暢,摩擦損耗更少。
4)采用滾珠絲杠固定,螺母與連接在移動部件上的伺服電動機集成在一齠
文章作者:amwfnyafs
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