CN105822739B - 内置式滑阀节流静压螺母副 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置式滑阀节流静压螺母副，涉及精密机械自动化设备领域。所述内置式滑阀节流静压螺母副包括相配合的丝杠和螺母，其中：所述螺母的每个内螺纹齿面的两侧分别具有第一油腔和第二油腔，所述第一油腔和第二油腔能够使润滑油在所述丝杠和螺母的齿侧面之间形成静压油膜；所述螺母外圆上在每个内螺纹齿处设有与所述第一油腔和第二油腔联通的沟槽，所述沟槽内安装有可移动的节流部件；所述螺母外圆上还设置有与所述沟槽联通的供油槽；所述螺母的外圆上配合安装有外套，所述外套上设有与所述供油槽联通的供油孔。本发明既能简化供油管路，又能提高节流性能。

Description

内置式滑阀节流静压螺母副

技术领域

本发明涉及精密机械自动化装备领域，具体涉及一种内置式滑阀节流静压螺母副。

背景技术

随着数控机床不断向高速、重载、精密集成化方向发展，滚动丝杠的接触磨损、高速碰撞和重载点蚀成为瓶颈问题；而且解决的难度和代价也越来越大。直线电机虽然在高速方面有优势，但低承载力、高技术难度和高成本，使得其推广应用受到极大限制。而液体静压丝杠恰恰在速度、承载、精度和磨损方面均可弥补滚动丝杠的不足，成为高速、重载、精密化应用场合更具竞争力的传动形式。

静压螺母副利用了流体静力润滑的原理，用压力将流体送入两摩擦面之间，在摩擦面之间形成流动的流体膜，利用流体静压力平衡外载荷，既提高了承载能力，又减小了摩擦力，提高传动效率的同时增强了螺纹传动的抗振性。

静压螺母副包括相配合的丝杠和螺母，是利用螺纹传动原理将回转运动转换为直线运动的装置。螺母内螺纹齿面上设有油腔，油腔通过油孔与供油系统相连；用压力将润滑油送入油腔，在丝杠和螺母的齿面间形成静压油膜，将相对运动的两金属表面完全隔开，即可承受外载荷，又减小了磨损。

当螺母受到轴向力时，会使螺纹牙齿一侧的间隙变小，另一侧的间隙变大；这个变动量是影响传动精度的重要原因。当供油压力一定时，变动量与节流方式有关；静压螺母副的节流方式可分为固定节流和可变节流。研究表明，可变节流理论上可实现齿测间隙不随载荷而变化，即无穷大刚度。

目前静压螺母多数采用了固定节流方式—小孔节流或毛细管节流。也有采用外部可变节流方式的，有两种方式，其一，多个油腔共用一个节流器，由于各油腔间隙不一致，导致节流性能不佳；其二，每个油腔有单独的节流器，这样供油管路复杂。

期刊《机械工程师》1984年06期刊登了《内节流液体静压丝杠螺母的试验研究》，该内节流静压丝杠螺母是梯形牙齿的双头螺纹。螺母由三部分组成：中间部分为工作螺纹，起承载作用，两端部分起封油作用。静压螺母上的双头螺纹，一条是承载螺纹；另一条为节流螺纹。承载螺纹的牙齿两侧开有螺旋油腔，并在齿顶钻有回油孔(每圈螺纹钻三孔)。节流螺纹齿高较低，与丝杠配合后可形成螺旋形集油沟(每圈节流螺纹钻三个进油孔)。这种内节流静压丝杠螺母的缺点是在丝杠和螺母上需要制造节流螺纹，增加了螺母长度，而且由于螺距误差的存在，节流特性不稳定，影响传动精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能简化供油管路，又能提高节流性能的内置式滑阀节流静压螺母副。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种内置式滑阀节流静压螺母副，包括相配合的丝杠和螺母，其中：

所述螺母的每个内螺纹齿面的两侧分别具有第一油腔和第二油腔，所述第一油腔和第二油腔能够使润滑油在所述丝杠和螺母的齿侧面之间形成静压油膜；

所述螺母外圆上在每个内螺纹齿处设有与所述第一油腔和第二油腔联通的沟槽，所述沟槽内安装有可移动的节流部件；

所述螺母外圆上还设置有与所述沟槽联通的供油槽；

所述螺母的外圆上配合安装有外套，所述外套上设有与所述供油槽联通的供油孔。

进一步的，所述供油槽包括主供油槽和多个分供油槽，所述主供油槽沿所述螺母的轴线方向设置，所述分供油槽分别联通所述沟槽和主供油槽。

进一步的，所述节流部件包括滑阀、第一弹性元件和第二弹性元件，所述第一弹性元件和第二弹性元件的一端分别与所述滑阀的两端相连，另一端分别支撑于所述第一油腔和第二油腔的侧壁上。

进一步的，所述外套和滑阀之间具有间隙，允许所述滑阀沿自身轴线方向双向移动。

进一步的，所述滑阀为下方上圆矩形。

进一步的，所述第一弹性元件和第二弹性元件均为螺旋弹簧。

本发明具有以下有益效果：

与现有技术相比，本发明的内置式滑阀节流静压螺母副工作时，向外套上的供油孔通入润滑油，润滑油经过节流部件进入螺母内螺纹齿面两侧的第一油腔和第二油腔，在丝杠和螺母的齿侧面之间形成静压油膜，节流部件安装于在螺母外圆上每个内螺纹齿处设置的沟槽内，有效的减小了“敏感油路(由节流器到油腔的这段油路)”的长度，避免了复杂的供油管路；螺母内螺纹上每对对置的第一油腔和第二油腔均对应安装一组节流部件，实现了各对对置油腔独立工作，减小了各对对置油腔之间的相互影响，提高了螺母的节流性能，定心性好。本发明在螺母内部内置节流部件的新型结构，避免了复杂的供油管路，节流性能好，最终实现高承载能力，高刚度，高定位精度。

附图说明

图1为本发明的内置式滑阀节流静压螺母副的结构示意图；

图2为图1所示的内置式滑阀节流静压螺母副的Ⅱ-Ⅱ向的剖面结构示意图；

图3为本发明的内置式滑阀节流静压螺母副中螺母部分的展开结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种内置式滑阀节流静压螺母，如图1-3所示，包括相配合的丝杠1和螺母2，其中：

螺母2的每个内螺纹齿面的两侧分别具有第一油腔3和第二油腔4，第一油腔3和第二油腔4能够使润滑油在丝杠1和螺母2的齿侧面之间形成静压油膜；

螺母2外圆上在每个内螺纹齿处设有与第一油腔3和第二油腔4联通的沟槽5，沟槽5内安装有可移动的节流部件7；

螺母2外圆上还设置有与沟槽联通5的供油槽6；

螺母2的外圆上配合安装有外套8，外套8上设有与供油槽6联通的供油孔9。

本发明的内置式滑阀节流静压螺母副工作时，向外套8上的供油孔9通入润滑油，润滑油经过节流部件7进入螺母2内螺纹齿面两侧的第一油腔3和第二油腔4，在丝杠1和螺母2的齿侧面之间形成静压油膜，节流部件7安装于在螺母2外圆上每个内螺纹齿处设置的沟槽5内，有效的减小了“敏感油路(由节流器到油腔的这段油路)”的长度，避免了复杂的供油管路；螺母2内螺纹上每对对置的第一油腔3和第二油腔4均对应安装一组节流部件7，实现了各对对置第一油腔3和第二油腔4独立工作，减小了各对对置第一油腔3和第二油腔4之间的相互影响，提高了螺母2的节流性能，定心性好。本发明在螺母2内部内置节流部件的新型结构，避免了复杂的供油管路，节流性能好。

作为本发明的一种改进，供油槽6可以包括主供油槽61和多个分供油槽62，主供油槽6沿螺母2的轴线方向设置，分供油槽62分别联通沟槽5和主供油槽6。这样可以通过供油槽6向多个沟槽5通入润滑油。

本发明中，采用可移动的节流部件7的目的在于改善节流性能。

优选的，节流部件7包括滑阀71、第一弹性元件72和第二弹性元件73，第一弹性元件72和第二弹性元件73的一端分别与滑阀71的两端相连，另一端分别支撑于第一油腔3和第二油腔4的侧壁上。应当理解的是，可移动的节流部件还可以采用本领域技术人员容易想到的其他结构方式，均能实现本发明的目的。

进一步的，外套8和滑阀71之间可以具有间隙，允许滑阀71沿自身轴线方向双向移动。螺母2受到轴向力时，滑阀71在轴向力、第一弹性元件72和第二弹性元件73的双作用力下，通过沿自身轴向方向双向移动来自动调节第一油腔3和第二油腔4之间润滑油的流量，实现节流功能。

优选的，滑阀71为下方上圆矩形。并且，第一弹性元件71和第二弹性元件72可以均为螺旋弹簧。螺旋弹簧特性成线性，刚度稳定，结构简单。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种内置式滑阀节流静压螺母副，其特征在于，包括相配合的丝杠和螺母，其中：

所述螺母的每个内螺纹齿面的两侧分别具有第一油腔和第二油腔，所述第一油腔和第二油腔能够使润滑油在所述丝杠和螺母的齿侧面之间形成静压油膜；

所述螺母外圆上在每个内螺纹齿处设有与所述第一油腔和第二油腔联通的沟槽，所有沟槽之间不直接连通，所有沟槽内均安装有可移动的节流部件；

所述螺母外圆上还设置有与所述沟槽联通的供油槽；

所述螺母的外圆上配合安装有外套，所述外套上设有与所述供油槽联通的供油孔。

2.根据权利要求1所述的内置式滑阀节流静压螺母副，其特征在于，所述供油槽包括主供油槽和多个分供油槽，所述主供油槽沿所述螺母的轴线方向设置，所述分供油槽分别联通所述沟槽和主供油槽。

3.根据权利要求1或2所述的内置式滑阀节流静压螺母副，其特征在于，所述节流部件包括滑阀、第一弹性元件和第二弹性元件，所述第一弹性元件和第二弹性元件的一端分别与所述滑阀的两端相连，另一端分别支撑于所述第一油腔和第二油腔的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的内置式滑阀节流静压螺母副，其特征在于，所述外套和滑阀之间具有间隙，允许所述滑阀沿自身轴线方向双向移动。

5.根据权利要求3所述的内置式滑阀节流静压螺母副，其特征在于，所述滑阀为下方上圆矩形。

6.根据权利要求3所述的内置式滑阀节流静压螺母副，其特征在于，所述第一弹性元件和第二弹性元件均为螺旋弹簧。