如图2所示,丝杠一端固定,另一端支承。固定端同时承受轴向力和径向力;支承端只承受径向力,而且能作微量的轴向浮动,能够大大减少或避免因丝杠自重而出现的弯曲,同时丝杠热变形能自由地向一端伸长。

  这种结构使用最广泛,目前国内中小型数控车床、立式加工中心等均采用这种结构。

  丝杠两端均固定。固定端轴承都可以同时承受轴向力,这种支承方式,可以对丝杠施加适当的预紧力,提高丝杠支承刚度,可以部分补偿丝杠的热变形。

  但是,这种丝杠的调整较为繁琐,如果两端的预紧力过大,将会导致丝杠最终的行程比设计行程要长,螺距也要比设计螺距大。如果两端锁母的预紧力不够,会导致相反的结果,并会造成机床振动,精度降低。所以,这类丝杠在拆装时一定要按照原厂商说明书调整,或借助仪器(双频激光测量仪调整。

  首先我们不难发现典型的进给轴传动链,如图4所示:从图4我们显而易见,最终支撑滚珠丝杠的是近端支撑轴承8和远端支撑轴承9,仔仔细细地观察这两组轴承是具有“方向性”的,这两组轴承通过相互的作用,将轴向力“顶住”,如图4中轴承受力延长线所示。

  方向的作用力时,轴承钢珠承受着一对互为相反的作用力,从静力学的角度上看,当物体静止时,这一对作用力大小相等,方向相反。

  如图1所示,丝杠一端固定,另一端自由。固定端轴承同时承受轴向力和径向力,这种支承方式用于行程小的短丝杠或者用于全闭环的机床,因为这种结构的机械定位精度是最不可靠的,特别是对于长径比大的丝杠(滚珠丝杠相对细长,热变性是很明显的,1.5m长的丝杠在冷、热的不同环境下变化0.05~0.10m m是很正常的。但是由于它的结构相对比较简单,安装调试方便,许多高精度机床仍然采用这种结构,但是必须加装光栅,采用全闭环反馈,如德国马豪的机床大都采用此结构。

  对于数字控制机床丝杠传动,应该要依据不同的情况控制轴承的游隙(钢珠与内外环之间的间隙,对于低速大转矩的传动,需要这一游隙是过盈的,即要使钢珠在滚道内受挤压变形,从配合的角度讲,间隙是负值。而对于高速小一点的负载,则需要游隙大一点,预留出高速运行后钢珠和内外圈的热膨胀系数。

  为了实现这一目的,我们往往采用“过定位”的方式,即在轴承的内、外圈四个点均加上受力点,如图6、7所示。

  1.伺服电动机2、6.联轴节压盖3、5. Z1型胀环4.联轴节轴套7.近端轴承锁紧Biblioteka Baidu母8.近端轴承压盖9.近端轴承座

  作为机床丝杠传动,来自工作台的轴向力是作用在轴承的内圈上,如果我们约束丝杠不窜动,只要在轴承外圈上作用一个方向相反、大小相等的力即可,这样轴向受力是平衡的。又由于内、外圈之间是滚动摩擦,因而保证了丝杠灵活的转动。

  固定端轴同时承受轴向力和径向力这种支承方式用于行程小的短丝杠或者用于全闭环的机床因为这种结构的机械定位精度是最不可靠的特别是对于长径比大的丝杠滚珠丝杠相对细长热变性是很明显的15m长的丝杠在冷热的不同环境下变化005010m采用此结构

  滚珠丝杠副作为数字控制机床的进给传动链,其装配形式和精度决定了数字控制机床的定位精度,也影响着进给轴插补运行的平稳性。本文希望能够通过对滚珠丝杠幅安装形式和丝杠幅定位轴承的排列与命名进行介绍,以期对读者在设备维护和改造工作中有所帮助。

  从图4看出丝杠的约束是通过近端轴承及远端轴承的轴向和径向约束来完成的,而图6和图7的轴承排列又有差异,下面我们重点讨论不同形式的轴承组合特点,及不同排列形式的命名。

  根据机床的结构和要求不同、传动链的受力不同,轴承的组合也不完全一样,常见的组合如下:

  所谓的“顶住”,是丝杠轴承巧妙地运用了“角接触轴承(又称向心推力轴承”即能承受径向力,又能承受轴向力的双向受力特点。