〖實(shí)例12〗絲杠常見的問題

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鬼魅道長

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發(fā)表于 2014-12-12 12:21:12 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

本帖最后由鬼魅道長于 2018-11-29 00:04 編輯

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〖實(shí)例12〗絲杠常見的問題

作為所有人都很熟悉的螺旋傳動(dòng)典型機(jī)構(gòu)，絲杠在工業(yè)上有廣泛的用途，但在具體使用過程中有很多小問題容易被忽視。

1． 問題描述

第一次在設(shè)計(jì)中應(yīng)用到絲杠，請(qǐng)問在設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)中，關(guān)于絲杠有什么要注意的地方？

2．討論

甲說，關(guān)于絲杠要注意的地方很多，而且大多都是要綜合性考慮的問題；比如：滾珠絲杠的安裝支撐，目前傾向于60°角接觸或滾針雙向滾柱推力組合軸承，如果出于一些考慮，想用深溝球加推力球軸承安裝，是否可行？

深溝球軸承加推力軸承也是滾珠絲杠固定端軸承組合的一種方式，其特點(diǎn)是軸向剛度大，承載能力強(qiáng)，軸向剛度略小于滾針與推力軸承組合方式而自身的摩擦力矩要小很多，但是因?yàn)槠漭S承座的設(shè)計(jì)制造較為復(fù)雜，安裝難度較高，初期軸承的預(yù)加載荷調(diào)整困難，所以應(yīng)用的場(chǎng)合較另外兩種軸承方式要少；不了解這些，而貿(mào)然選擇某一種軸承作為支撐，是不允許的。

乙同意甲的看法，說，絲杠的軸承要注意的問題很多，曾經(jīng)遇見過這樣的問題：車間的工人工人法，說，在絲杠安裝難度較高，初期軸承的預(yù)加載荷調(diào)整困難，所以在更換CK6140數(shù)控車床的中拖板的絲杠時(shí)，在絲杠的兩端都是46104角接觸軸承（新代號(hào)為7004 AC）；靠近步進(jìn)電機(jī)的那端是兩個(gè)，遠(yuǎn)離步進(jìn)電機(jī)的那端是三個(gè)，而且絲杠的安裝固定沒有用推力軸承；由于拆卸時(shí)沒有及時(shí)記錄，忘記了那兩組軸承的安裝形式是面對(duì)面還是背對(duì)背，不知該如何處理；

當(dāng)時(shí)的經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)分析，判斷應(yīng)該是背靠背安裝形式，理由為剛性大，可以抵抗一定的傾斜力矩，軸承的預(yù)加載荷也方便調(diào)整；只有在設(shè)備兩端的軸承座的同軸度不高的情況下使用面對(duì)面安裝，有一定的調(diào)心效果；至于沒有使用推力軸承以及遠(yuǎn)離電機(jī)的軸端多出一個(gè)軸承，可以這樣解釋：

1．推力軸承一般在具有較大軸向載荷的場(chǎng)合使用，對(duì)CK6140來說并不是必需品，從經(jīng)濟(jì)上不劃算；

2．多出的軸承是增加軸向承載力，因?yàn)檐嚧瞂軸絲杠在吃刀受力的方向是向著遠(yuǎn)離電機(jī)的。

丙說，絲杠的小問題相當(dāng)多的，比如曾遇到一個(gè)滾珠絲杠的螺母法蘭斷裂，按道理說，應(yīng)該重新制作新螺母，但當(dāng)時(shí)的由于時(shí)間緊急，臨時(shí)進(jìn)行了焊接以保證生產(chǎn)，但焊接也是有很多講究的，國內(nèi)滾珠絲杠的螺母從材料上分為軸承鋼和滲碳鋼，都可以焊，但有兩點(diǎn)要特別注意：

1．確定材料，選擇對(duì)應(yīng)的焊接材料和工藝，以保證螺母不會(huì)被退火；

2．焊接后必須重新對(duì)螺母法蘭配合用的端面進(jìn)行加工，以保證端面與絲杠軸線的垂直度要求。

丁常常在設(shè)備上安裝調(diào)整絲杠，說，絲杠調(diào)整時(shí)也有很多要注意的；最影響滾珠絲杠的正常使用的就是絲杠受到顛覆力矩，換句話說就是絲杠不只是受到軸向力，還受到不正常的扭轉(zhuǎn)力矩或徑向力；所以在安裝的時(shí)候一定要保證如下三點(diǎn)：

1．絲杠兩端的軸承座孔與絲杠螺母座孔的同軸度，一般公差取6級(jí)或以上；

2．絲杠軸線和絲杠螺母座孔的軸線與導(dǎo)軌軸線的平行度，一般公差不大于0.02/1000mm；

3．螺母座配合端面與螺母座孔軸線的垂直度，一般公差0.01mm，加工時(shí)保證；

而要達(dá)到以上三點(diǎn)，最常用的辦法是以下兩點(diǎn)：

1．直接將絲杠與軸承座、螺母座連接，螺釘吃勁但不鎖緊，以機(jī)床工作臺(tái)為基準(zhǔn)打表測(cè)量絲杠外圓的上母線和側(cè)母線、按照表的讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整好后直接鎖緊打定位銷；這一般用于維修、更換、或單機(jī)生產(chǎn)的情況；

2．制作芯棒和輔助工作臺(tái)作為輔助工裝配合檢測(cè)；為軸承座和螺母座配相應(yīng)的芯棒——公差等級(jí)按照絲杠圖紙要求對(duì)應(yīng)——長度一般取300~500mm；輔助工作臺(tái)可按照機(jī)床工作臺(tái)去除不必要的部分，以一個(gè)人能方便推動(dòng)為準(zhǔn)設(shè)計(jì)；測(cè)量時(shí)以輔助工作臺(tái)為基準(zhǔn)在導(dǎo)軌上推動(dòng)測(cè)量個(gè)部分芯軸的上母線和側(cè)母線，按表的讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整；這一般用于機(jī)床生產(chǎn)廠。

乙說，某設(shè)備廠曾出現(xiàn)以下問題：生產(chǎn)的全封閉機(jī)床，使用到兩年的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，后檢查發(fā)現(xiàn)因?yàn)槿鐖D12-1的絲杠中間部分磨損嚴(yán)重；

絲杠的通常壽命是12000小時(shí)，即使全年24小時(shí)不停機(jī)也應(yīng)該用到兩年以上，而如果壽命達(dá)不到，從以下五點(diǎn)考慮一般是能找到結(jié)果的：

1．機(jī)床的使用環(huán)境如受力、沖擊、環(huán)境、溫度等是否比較惡劣；

2．是否存在潤滑效果不好或者潤滑油量不足的情況；

3．是否長時(shí)間在超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行；

4． 額定載荷是否計(jì)算不當(dāng)；

5． 螺母結(jié)構(gòu)，通常單螺母預(yù)緊的絲杠壽命不如雙螺母；而且單螺母的預(yù)緊力調(diào)整很困難，只能拆螺母換滾珠。

丙說，有時(shí)候機(jī)床發(fā)生故障，并不一定是絲杠的原因，比如曾經(jīng)檢測(cè)過一臺(tái)CK6136H的數(shù)控車床，在車不銹鋼的時(shí)候震動(dòng)非常大，本以為是絲杠的剛性不足，可換過一根之后仍然是老現(xiàn)象，最后發(fā)現(xiàn)是機(jī)床的整體剛性不夠，問題出在刀架上，通過改進(jìn)切屑速度、吃刀量、車刀的角度之后得到好轉(zhuǎn)。

乙說，雖然機(jī)床的整體剛度是噪音的一方面，但絲杠的原因也不可避免，曾有一臺(tái)銑床的進(jìn)給Y軸有異常，進(jìn)給越快越響，經(jīng)全面檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)是絲杠問題；這種問題大都是絲杠預(yù)緊力調(diào)整的不合適造成的，適當(dāng)?shù)脑黾踊蚪档徒z杠的預(yù)緊可以改善一點(diǎn)絲杠運(yùn)行時(shí)的噪音，但不能做到全部消除，而如果舊機(jī)床出現(xiàn)類似的問題，則更可能是絲杠磨損。

丁說，加工類的機(jī)床上滾珠絲杠一般會(huì)被碎屑卡死，這時(shí)需要將絲母從絲杠上卸下來，應(yīng)有專門工具作為輔助，比如用鋁棒按照絲杠的谷徑-0.1~0.2mm作為套筒外徑，絲杠軌道結(jié)束處的光軸的外徑+0.1~0.2mm作為套筒內(nèi)徑加工，將套筒套在端頭的光軸上就可將螺母旋到套筒上方便地取出。

乙同意丁的辦法，但覺得仍需要補(bǔ)充，說，僅僅使用套筒是裝配熟練之后的做法，生手這么做，由于螺母和套筒不同軸，將滾珠放進(jìn)去很容易掉出來，這時(shí)應(yīng)再做一個(gè)盤狀附件，中間有一個(gè)通孔，直徑就是套筒的外徑；和這個(gè)通孔同時(shí)加工一個(gè)圓臺(tái)階，直徑比螺母的外徑稍大，深度5mm就行；這樣可以把螺母卡在這個(gè)圓臺(tái)階里面，不會(huì)出現(xiàn)不同軸的情況；托盤的外徑可以隨意，比螺母的直徑大就行，而托盤的厚度一般選15~20mm即可。

甲曾遇到車間反映數(shù)控機(jī)床X軸加工尺寸不穩(wěn)定，說，這種時(shí)候，排除掉刀具等因素外，應(yīng)當(dāng)檢測(cè)以下三點(diǎn)：

1． 反向間隙，一般反向間隙x軸不應(yīng)大于0.01mm；

2．精度，檢查下是否絲杠磨損了精度達(dá)不到了，通常定位精度在0.012mm，重復(fù)定位精度0.008mm；

3． 熱變形，如果機(jī)床x軸絲杠采用的不是預(yù)拉伸的安裝方式，那么絲杠的熱變形對(duì)加工精度的影響很大，可打表檢測(cè)一下，通常是運(yùn)行10~15分鐘后絲杠的熱變形就趨于穩(wěn)定了。

乙說，有時(shí)候絲杠運(yùn)行一段時(shí)間，會(huì)在表面發(fā)現(xiàn)一些閃亮的碎片，很容易誤以為是絲杠的磨損，但實(shí)際上是反向器磨損和鋼珠磨損產(chǎn)生的，反向器磨損產(chǎn)生這種現(xiàn)象的情況居多，特別是用金屬加工出來的反向器，但一般影響不是很大，一般來說即使有這種現(xiàn)象的絲杠也能用3年多，但要注意多潤滑。

3． 結(jié)論

雖然討論中說的基本沒有牽扯到絲杠本身的設(shè)計(jì)問題，但由于其特殊和專用性，實(shí)際工作中以購買成品使用居多，所以涉及到一些設(shè)備安裝和調(diào)試時(shí)會(huì)出現(xiàn)的各種小毛病，多了解現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的各種情況，在做與絲杠相關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)很有好處。

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