〖實例12〗絲杠常見的問題

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鬼魅道長

電梯直達

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發表于 2014-12-12 12:21:12 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由鬼魅道長于 2018-11-29 00:04 編輯

說在前面的話：http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod ... &extra=page%3D3

〖實例12〗絲杠常見的問題

作為所有人都很熟悉的螺旋傳動典型機構，絲杠在工業上有廣泛的用途，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

第一次在設計中應用到絲杠，請問在設計和實際生產中，關于絲杠有什么要注意的地方？

2．討論

甲說，關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，其特點是軸向剛度大，承載能力強，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，但是因為其軸承座的設計制造較為復雜，安裝難度較高，初期軸承的預加載荷調整困難，所以應用的場合較另外兩種軸承方式要少；不了解這些，而貿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，初期軸承的預加載荷調整困難，所以在更換CK6140數控車床的中拖板的絲杠時，在絲杠的兩端都是46104角接觸軸承（新代號為7004 AC）；靠近步進電機的那端是兩個，遠離步進電機的那端是三個，而且絲杠的安裝固定沒有用推力軸承；由于拆卸時沒有及時記錄，忘記了那兩組軸承的安裝形式是面對面還是背對背，不知該如何處理；

當時的經過現場分析，判斷應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，軸承的預加載荷也方便調整；只有在設備兩端的軸承座的同軸度不高的情況下使用面對面安裝，有一定的調心效果；至于沒有使用推力軸承以及遠離電機的軸端多出一個軸承，可以這樣解釋：

1．推力軸承一般在具有較大軸向載荷的場合使用，對CK6140來說并不是必需品，從經濟上不劃算；

2．多出的軸承是增加軸向承載力，因為車床X軸絲杠在吃刀受力的方向是向著遠離電機的。

丙說，絲杠的小問題相當多的，比如曾遇到一個滾珠絲杠的螺母法蘭斷裂，按道理說，應該重新制作新螺母，但當時的由于時間緊急，臨時進行了焊接以保證生產，但焊接也是有很多講究的，國內滾珠絲杠的螺母從材料上分為軸承鋼和滲碳鋼，都可以焊，但有兩點要特別注意：

1．確定材料，選擇對應的焊接材料和工藝，以保證螺母不會被退火；

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

丁常常在設備上安裝調整絲杠，說，絲杠調整時也有很多要注意的；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力矩或徑向力；所以在安裝的時候一定要保證如下三點：

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級或以上；

2．絲杠軸線和絲杠螺母座孔的軸線與導軌軸線的平行度，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，加工時保證；

而要達到以上三點，最常用的辦法是以下兩點：

1．直接將絲杠與軸承座、螺母座連接，螺釘吃勁但不鎖緊，以機床工作臺為基準打表測量絲杠外圓的上母線和側母線、按照表的讀數進行調整，調整好后直接鎖緊打定位銷；這一般用于維修、更換、或單機生產的情況；

2．制作芯棒和輔助工作臺作為輔助工裝配合檢測；為軸承座和螺母座配相應的芯棒——公差等級按照絲杠圖紙要求對應——長度一般取300~500mm；輔助工作臺可按照機床工作臺去除不必要的部分，以一個人能方便推動為準設計；測量時以輔助工作臺為基準在導軌上推動測量個部分芯軸的上母線和側母線，按表的讀數進行調整；這一般用于機床生產廠。

乙說，某設備廠曾出現以下問題：生產的全封閉機床，使用到兩年的時候就會產生振動，后檢查發現因為如圖12-1的絲杠中間部分磨損嚴重；

絲杠的通常壽命是12000小時，即使全年24小時不停機也應該用到兩年以上，而如果壽命達不到，從以下五點考慮一般是能找到結果的：

1．機床的使用環境如受力、沖擊、環境、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．是否長時間在超負荷狀態下運行；

4． 額定載荷是否計算不當；

5． 螺母結構，通常單螺母預緊的絲杠壽命不如雙螺母；而且單螺母的預緊力調整很困難，只能拆螺母換滾珠。

丙說，有時候機床發生故障，并不一定是絲杠的原因，比如曾經檢測過一臺CK6136H的數控車床，在車不銹鋼的時候震動非常大，本以為是絲杠的剛性不足，可換過一根之后仍然是老現象，最后發現是機床的整體剛性不夠，問題出在刀架上，通過改進切屑速度、吃刀量、車刀的角度之后得到好轉。

乙說，雖然機床的整體剛度是噪音的一方面，但絲杠的原因也不可避免，曾有一臺銑床的進給Y軸有異常，進給越快越響，經全面檢測后發現是絲杠問題；這種問題大都是絲杠預緊力調整的不合適造成的，適當的增加或降低絲杠的預緊可以改善一點絲杠運行時的噪音，但不能做到全部消除，而如果舊機床出現類似的問題，則更可能是絲杠磨損。

丁說，加工類的機床上滾珠絲杠一般會被碎屑卡死，這時需要將絲母從絲杠上卸下來，應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，絲杠軌道結束處的光軸的外徑+0.1~0.2mm作為套筒內徑加工，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，將滾珠放進去很容易掉出來，這時應再做一個盤狀附件，中間有一個通孔，直徑就是套筒的外徑；和這個通孔同時加工一個圓臺階，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圓臺階里面，不會出現不同軸的情況；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控機床X軸加工尺寸不穩定，說，這種時候，排除掉刀具等因素外，應當檢測以下三點：

1． 反向間隙，一般反向間隙x軸不應大于0.01mm；

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

3． 熱變形，如果機床x軸絲杠采用的不是預拉伸的安裝方式，那么絲杠的熱變形對加工精度的影響很大，可打表檢測一下，通常是運行10~15分鐘后絲杠的熱變形就趨于穩定了。

乙說，有時候絲杠運行一段時間，會在表面發現一些閃亮的碎片，很容易誤以為是絲杠的磨損，但實際上是反向器磨損和鋼珠磨損產生的，反向器磨損產生這種現象的情況居多，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象的絲杠也能用3年多，但要注意多潤滑。

3．結論

雖然討論中說的基本沒有牽扯到絲杠本身的設計問題，但由于其特殊和專用性，實際工作中以購買成品使用居多，所以涉及到一些設備安裝和調試時會出現的各種小毛病，多了解現場應用中出現的各種情況，在做與絲杠相關的設計時會很有好處。

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