滚珠丝杠螺母副的故障及维护
数控平面磨床的进给传动系统的任务是实现执行机构(刀架、工作台等)的运动。平面磨床的机械结构大为简化,大部分是由进给伺服电机经过联轴器与滚珠丝杠直接相连,只有少数早期生产的数控平面磨床,伺服电机还要经过1级或2级齿轮或带轮降速再传动丝杠,最后由滚珠丝杠螺母副驱动刀架或工作台运动。这些执行部件的移动副或转动副大都用的是滚动导轨副,也有用静压导轨或塑料导轨副等。进给传动的故障直接影响到平面磨床的正常运行和工件的加工质量。
进给传动系统的故障大部分是因运动质量下降造成的。如机械执行部件不能到达规定位置,运动中断,定位精度下降,反向间隙过大,机械出现爬行,轴承磨损严重,噪声过大,机械摩擦力过大等。所以,这类故障的诊断与排除,经常是通过调整各运动副的预紧力,调整松动环节,调整补偿环节等排除故障,达到提高运动精度的目的。
下面就数控
平面磨床进给传动中常见故障的分析思路和方法做简要介绍。
滚珠丝杠螺母副是进给传动的主要部件,其运行正常与否,直接影响工件的加工质量。
1.滚珠丝杠螺母副的维护
(1)轴向间隙的调整。为了保证反向传动精度和轴向刚度,必须消除轴向间隙。双螺母滚珠丝杠副消除间隙的方法是,利用两个螺母的相对轴向位移,使两个滚珠螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。用这种方法预紧消除轴向间隙时,应注意预紧力不宜过大,预紧力过大会使空载力矩增加,从而降低传动效率,缩短使用寿命。此外还要消除丝杠安装部分和驱动部分的间隙。常用的双螺母丝杠消除间隙的方法有①垫片调隙式;②螺纹调隙式;③齿差调隙式。
(2)支承轴承的定期检查。应定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏等。如有以上问题,要及时紧固松动部位并更换支承轴承。
(3)滚珠丝杠副的润滑。润滑剂可提高耐磨性及传动效率。润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。润滑油一般为全损耗系统用油;润滑脂可采用锂基润滑脂。润滑脂一般加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内,而润滑油则经过壳体上的油孔注入螺母的空间内。每半年对滚珠丝杠上的润滑脂更换一次,清洗丝杠上的旧润滑脂,涂上新的润滑脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠副,可在每次平面磨床工作前加油一次。
(4)滚珠丝杠的防护。滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动元件一样,应避免硬质灰尘或切屑污物进入,因此,必须装有防护装置。如滚珠丝杠副在平面磨床上外露,应采用封闭的防护罩,如采用螺旋弹簧钢带套管、伸缩套管以及折叠式套管等。安装时将防护罩的一端连接在滚珠螺母的端面,另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。如果处于隐蔽的位置,则可采用密封圈防护,密封圈装在螺母的两端。接触式的弹性密封圈系用耐油橡胶或尼龙制成,其内孔做成与丝杠螺纹滚道相配的形状,接触式密封圈的防尘效果好,但由于存在接触压力,使摩擦力矩略有增加。非接触式密封圈又称迷宫式密封圈,它用硬质塑料制成,其内孔与丝杠螺纹滚道的形状相反,并稍有间隙,这样可避免摩擦力矩,但防尘效果差。工作中应避免碰击防护装置,防护装置一有损坏应及时更换。
2.滚珠丝杠副的故障诊断
表 为滚珠丝杠副故障诊断的方法。
表 滚珠丝杠副的故障诊断
序号 | 故障现象 | 故障原因 | 排除方法 |
1 | 滚珠丝杠副噪声 | 丝杠支承轴承的压盖压合情况不好 | 调整轴承压盖,使其压紧轴承端面 |
丝杠支承轴承可能破损 | 如轴承破损,更换新轴承 |
电机与丝杠联轴器松动 | 拧紧联轴器锁紧螺钉 |
丝杠润滑不良 | 善润滑条件,使润滑油量充足 |
滚珠丝杠副滚珠有破损 | 更换新滚珠 |
2 | 滚珠丝杠 运动不灵活 | 轴向预加载荷太大 | 调整轴向间隙和预加载荷 |
丝杠与导轨不平行 | 调整丝杠支座位置,使丝杠与导轨平行 |
螺母轴线与导轨不平行 | 调整螺母座的位置 |
丝杠弯曲变形 | 校直丝杠 |
3
| 滚珠丝杠副 润滑状况不良 | 检查各滚珠丝杠副润滑 | 用润滑脂润滑的丝杠需移动工作台取下罩套,涂上润滑脂 |