CN102218665B - 一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台，其特征在于：它包括由电机驱动的丝杠，丝杠两端采用轴承固定支撑，丝杠与工作台传动螺母形成滚动螺旋运动副，工作台传动螺母上设置工作台，工作台底端设置导轨，两轴承支撑装置之间设置有跟载辅助支撑装置。跟载辅助支撑装置包括分别设置在工作台传动螺母两侧的辅助传动螺母，两辅助传动螺母与丝杠连接，每一辅助传动螺母上均固定连接一个滑块，两滑块下部与一辅助支撑导轨形成移动副；两滑块上均设置有一压力传感器。本发明的跟载辅助支撑不仅能够实时跟载，并且能够通过检测丝杠径向受力情况，反映导轨竖直方向的不平行度，有效抑制丝杠由于径向受力导致的弯曲变形，因此，可广泛用于机床丝杠大行程卧式高速进给平台中。
Description
技术领域
本发明涉及一种丝杠进给平台，特别是关于一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台。
背景技术
一般大行程的丝杠卧式高速进给平台中的丝杠虽然会采用两端固定的支撑方式，但由于丝杠细长比较大，丝杠在自重或外部径向受力作用下，会产生比较严重的弯曲变形；在高速运转条件下，丝杠弯曲部分还会受到较大的离心力，使得丝杠弯曲形变进一步加大。而且在实际安装运行时，如果支撑工作台的两条导轨在竖直方向的不平行度较大时，会导致丝杠局部承受较大的径向力，而对于仅两端支撑的细长丝杠，这种径向力引起的弯曲变形对丝杠螺母而言是破坏性的；丝杠的预拉伸力能有效抑制丝杠的弯曲，但是有些场合没有进行预拉伸处理，或预拉伸量较小时(预拉伸量主要用于补偿丝杠的热伸长量，而现在采用的比较先进的丝杠中空冷却或螺母冷却会大大降低丝杠的热伸长量，预拉伸量也会比较小)，丝杠的弯曲形变得不到很好的抑制，也都会使得丝杠的弯曲现象加重。丝杠弯曲会降低丝杠的传动效率，间接影响丝杠的运动精度，加速丝杠磨损，影响丝杠和螺母的寿命，因此，为减小丝杠由于径向受力引起的弯曲变形，必须进行辅助支撑。
目前用于辅助支撑、抑制丝杠弯曲的装置主要有三类：定点临时支撑装置、隔板随动支撑装置和连杆滑块支撑装置。定点临时支撑装置只能起临时性支撑作用，工作台运动一段距离，就得重新调整支撑装置的位置，既限制了丝杠行程，也不可能应用于高速条件下。隔板随动支撑装置将支撑板与辅助螺母固连，并架装在两条导轨上，能起到随动支撑丝杠的作用，但当两条导轨在竖直方向的不平行度较大时，不能保证很好的支撑效果。连杆滑块支撑装置通过连杆将两支撑块固连，支撑块可在丝杠上滑动，移动部件(螺母工作台)推动一边的支撑块滑动，为了减轻碰撞，设置了缓冲器，通过连杆带动另一边的支撑装置也一起运动，起到随动支撑，但该装置的支撑块与丝杠之间是滑动接触，摩擦系数大，而且移动部件与支撑块经常要发生碰撞，也会影响工作台的运动精度。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有跟载辅助支撑的丝杠机构，该丝杠机构的辅助支撑能够实时跟载、摩擦较小，且适合于高速条件下抑制丝杠的弯曲。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台，其特征在于：它包括丝杠，所述丝杠两端采用轴承固定支撑，所述丝杠的其中一端部连接驱动电机的输出轴，两所述轴承支撑装置之间的所述丝杠上螺纹连接有工作台传动螺母，所述工作台传动螺母上设置有工作台，所述工作台底端两侧分别设置有一与所述丝杠平行的导轨，两所述轴承支撑装置之间设置有抑制所述丝杠弯曲的跟载辅助支撑装置。
所述跟载辅助支撑装置包括分别设置在所述工作台传动螺母两侧的辅助传动螺母，两所述辅助传动螺母与所述丝杠螺纹连接，每一所述辅助传动螺母上均连接一滑块，两所述滑块下部与一辅助支撑导轨形成移动副，所述辅助支撑导轨设置在所述丝杠正下方，且与所述丝杠平行；两所述滑块上均设置有一压力传感器。
所述滑块的上部呈圆环状，穿设在所述丝杠上，所述滑块通过法兰盘与所述辅助传动螺母连接，所述滑块的下部设置有与所述辅助支撑导轨相配合的导槽。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将两个辅助传动螺母分别设置在工作台传动螺母的两侧，滑块与辅助传动螺母连接，滑块下部设置的辅助滑块导轨对丝杠进行径向支撑，滑块又跟随辅助传动螺母与工作台传动螺母同步运动，使得支撑点始终保持在负载两侧，在丝杠径向负载附近提供径向支撑力，减小支撑距离，且支撑距离保持不变，从而有效抑制了丝杠由于自重和径向受力导致的弯曲变形。2、本发明的滑块与辅助传动螺母固定连接，辅助传动螺母通过丝杠运转带动滑块运动，使得两滑块能跟随工作台运动，因此，能够实现实时跟载支撑。3、本发明的滑块上部通过法兰盘与辅助传动螺母固定连接，下部安装在辅助支撑导轨上构成移动副，因此，结构紧凑，支撑刚度高。4、本发明在滑块内设置了压力传感器，可以检测两滑块所承受的支撑力，反应进给平台在竖直方向的受力情况，因此，可以以两传感器的读数为参考调整进给平台的安装。本发明结构设置简单巧妙，其中的跟载辅助支撑不仅能够实现实时跟载，并且能够通过检测丝杠径向受力情况，反映导轨竖直方向的不平行度，有效抑制丝杠由于径向受力导致的弯曲变形，因此，可广泛用于机床丝杠大行程卧式高速进给平台中。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图
图2是本发明主视示意图
图3是本发明滑块结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明包括丝杠1，丝杠1两端均设置有轴承支撑装置2，丝杠1的其中一端部连接驱动电机3的输出轴。两轴承支撑装置2之间的丝杠1上螺纹连接有工作台传动螺母4，工作台传动螺母4上设置有工作台5，工作台5底端两侧分别设置有一与丝杠1平行的导轨6，工作台5可在两条导轨6上滑动，并通过导轨6支撑工作台5上的负载。两轴承支撑装置2之间设置有抑制丝杠1弯曲的跟载辅助支撑装置7。
如图2、图3所示，跟载辅助支撑装置7包括分别设置在工作台传动螺母4两侧的辅助传动螺母71，两辅助传动螺母71与丝杠1螺纹连接，每一辅助传动螺母71上均通过法兰盘连接一滑块72，两个滑块72的上端均设置为圆环状，穿设在丝杠1上，两个滑块72的下端向下延伸，且均设置有一导槽，与导槽配合，在丝杠1下方设置有一与丝杠1平行的辅助支撑导轨73，滑块72下部与辅助支撑导轨73形成移动副。两滑块72上均设置有一压力传感器74。
本发明装置的工作原理：驱动电机3带动丝杠1高速旋转，通过丝杠螺母将丝杠的旋转运动转换为工作台传动螺母4带动工作台5的直线进给运动，工作台5上竖直方向上的负载主要靠导轨6支撑，丝杠1依靠两端的轴承支撑装置2实现固定和径向支撑。辅助传动螺母71随着工作台传动螺母4作同步的直线运动，则跟载辅助支撑装置7可以伴随工作台5的运动始终保持在其两侧起辅助支撑作用，可有效抑制丝杠1由于径向受力导致的弯曲变形，实现跟载辅助支撑的功能。本发明装置在工作过程中，还可以通过压力传感器74检测辅助支撑导轨73在两侧滑块72处所承受的径向力，在受径向力过大时，即可警示操作人员调整两条导轨6的安装精度。
下面以滚珠丝杠进给平台为例，说明本发明涉及的跟载辅助支撑装置7的具体应用：滚珠丝杠进给平台在安装时会调整导轨6的静态安装平行度，但在动态运行中或导轨滑块由于磨损，出现两条导轨6在竖直方向的不平行度较大时，工作台5会出现一定程度的倾斜，并通过工作台传动螺母4导致丝杠1承受较大的径向力而弯曲，当情况比较严重时，对丝杠1及螺母内的滚珠都会造成破坏性影响。这时就可以通过本发明跟载辅助支撑装置7的滑块72，在工作台传动螺母4两侧对丝杠1起辅助支撑作用。滑块72在辅助传动螺母71的带动下与工作台5作同步运动，使其能实现跟载辅助支撑作用。
上述实施例中，可以根据实际的负载状况，以及丝杠1上工作台传动螺母4的发热状况，调整两侧辅助传动螺母71的安装距离，但安装距离应尽可能小，以减小对丝杠1行程的影响。
本发明装置对两辅助传动螺母71的轴向运动精度要求不高，而对其中的工作台传动螺母4在竖直方向支撑刚度较高，所以在安装两辅助传动螺母71时，可以进行适当的径向预拉伸。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (3)
1.一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台，它包括丝杠，所述丝杠两端采用轴承支撑装置进行固定支撑，所述丝杠的其中一端部连接驱动电机的输出轴；两所述轴承支撑装置之间的所述丝杠上螺纹连接有工作台传动螺母，所述工作台传动螺母上设置有工作台；所述工作台底端两侧分别设置有一与所述丝杠平行的导轨，所述工作台在两条所述导轨上滑动，并通过两条所述导轨支撑所述工作台上的负载，其特征在于：两所述轴承支撑装置之间设置有抑制所述丝杠弯曲的跟载辅助支撑装置，所述跟载辅助支撑装置包括分别设置在所述工作台传动螺母两侧的辅助传动螺母，两所述辅助传动螺母与所述丝杠螺纹连接；每一所述辅助传动螺母上均连接一滑块，两所述滑块下部与一辅助支撑导轨形成移动副，所述辅助支撑导轨设置在所述丝杠正下方，且与所述丝杠平行。
2.如权利要求1所述的一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台，其特征在于：两所述滑块上均设置有一压力传感器。
3.如权利要求2所述的一种具有跟载辅助支撑的丝杠进给平台，其特征在于：所述滑块的上部呈圆环状，穿设在所述丝杠上，所述滑块通过法兰盘与所述辅助传动螺母连接，所述滑块的下部设置有与所述辅助支撑导轨相配合的导槽。
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