滾珠絲桿使用的基礎(chǔ)是什么?支承方法?
滾珠絲杠作為常使用的傳動元件,其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動。因其具有高效率和高精度特性被廣泛應(yīng)用于各種需要定位或傳動的機(jī)構(gòu)中,并對機(jī)構(gòu)的性能舉足輕重。
在實際設(shè)備中,滾珠絲杠支承形式有多種,不同支承形式(也即安裝方式)都有其各自的特點,會影響整個設(shè)備的精度、效率、剛性等性能。
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絲杠的常用支承方式
1、固定--自由
這種支承方式下,絲杠一端采用雙角接觸軸承固定,另一端為無固定,無支撐的自由懸臂狀態(tài)。
優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,絲杠軸發(fā)熱時可自由伸長。缺點是剛性差,速度低。適用于短行程和垂直傳動場合。

2、固定--支承
絲杠一端采用雙角接觸軸承固定,另一端為深溝軸承支撐形式。支承端僅作徑向定位,軸向可自由伸縮。
這種支承方式在自動化設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛,兼顧了結(jié)構(gòu)和性能。

3、固定--固定
絲杠的兩端都采用軸承固定,能獲得更優(yōu)秀的剛性和更高的轉(zhuǎn)速。特別適用于大跨度和高負(fù)載的場合。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝調(diào)試相對困難,更需重視研討絲杠的發(fā)熱和潤滑問題。

在某些場合下可以用固定--半固定這種支承方式來代替固定--固定。其效果介于固定--固定和固定--支承兩方式之間。軸伸長時不會發(fā)生挫曲,又能回避危險轉(zhuǎn)速。

4、固定--固定(螺母旋轉(zhuǎn)式)
這種方式對絲杠軸來講是一種類似固定--半固定的支承方式。其絲杠一端固定,另一端使得絲杠承受預(yù)拉伸狀態(tài),但應(yīng)該不限制絲杠熱伸長。
絲杠螺母由軸承支撐在滑臺上,形成絲杠固定,螺母旋轉(zhuǎn)帶動滑臺移動。
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不同絲杠支承方式的影響
首先,滾珠絲杠的容許軸向載荷和容許轉(zhuǎn)速隨絲杠軸的安裝方法而不同。其次是絲杠軸的軸向剛性也深受支承方式影響。
1、影響容許軸向載荷,主要是絲杠軸的挫曲載荷。即滾珠絲杠在軸向上被施加最大壓縮負(fù)荷時,應(yīng)該不發(fā)生挫曲。此時絲杠軸徑與挫曲載荷存在一個線圖關(guān)系。

2、危險轉(zhuǎn)速
隨著滾珠絲杠轉(zhuǎn)速的提高,逐漸接近絲杠軸的固有頻率,因而會發(fā)生共振而不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。此危險轉(zhuǎn)速和絲杠支承方式、絲杠軸徑及安裝間距相關(guān)。工程上將三者之間關(guān)系制作成一個線圖,供工程師查驗。

3、為了提高設(shè)備絲杠的定位精度,以及減少軸向負(fù)載引起的變位量,都需要提高絲杠副剛性。滾珠絲杠副剛性可分為絲杠螺母軸向剛性和絲杠軸的軸向剛性。而絲杠軸的軸向剛性是和支承方式直接相關(guān)的。
絲杠軸的軸向剛性曲線可參考下圖。
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支承單元
針對滾珠絲杠的各種支承方式,工程上已經(jīng)有6種常用支承單元型號。分別是EK和EF、BK和BF、FK和FF型。
對一般滾珠絲杠可使用標(biāo)準(zhǔn)化的支承單元BK和BF型。
這些支承單元中的固定側(cè)支承單元大多使用了高剛性低扭矩的角接觸軸承(即,接觸角30°、DF組合)。支承側(cè)的支承單元使用深溝滾珠軸承。

支承單元有方形和圓形系列, 可根據(jù)用途進(jìn)行選擇。
平面安裝適合使用方型,也即EK和EF、BK和BF。
墻孔安裝,則是采用圓形的FK和FF型更方便。

另外
市場上,還有一種絲杠的固定側(cè)支承單元,將馬達(dá)安裝座也集成進(jìn)去了,減少了非標(biāo)零件,提高了安裝精度。

