CN106078176A - 一种丝杆预拉伸安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丝杆预拉伸安装结构，其丝杆的一端固定，另一端自由，在固定端和自由端均安装有轴承，固定端的轴承置于与机床主体结构固定的轴承座内，在丝杆的自由端，轴承外安装有轴承套，在轴承套外设置电机座连接法兰，电机座连接法兰与电机座固联，电机座连接法兰上设置通孔，轴承套与通孔对应的位置设置纵向滑槽，在轴承套外侧设置螺纹段，螺纹段部分位于电机座连接法兰的下侧、部分从电机座连接法兰外侧伸出，在该螺纹段上旋有轴承套调节螺母。由于其轴承套调节螺母可在轴承套的螺纹段上旋进一定的距离，故可控制丝杆的预拉伸量，因而对丝杆预拉伸量的控制非常的方便，操作非常的简单。

Description

一种丝杆预拉伸安装结构

技术领域

本发明涉及机床丝杆的安装结构，特别是一种机床丝杆的预拉伸安装结构。

背景技术

在机床的进给传动系统中，经常采用丝杆作为传动元件，以将伺服电机的旋转运动转换成运动执行件（刀架或工作台等）的直线移动。但丝杆在工作过程中受热伸长是无法避免的，因丝杆的受热伸长会影响其上移动的执行件的移动精度，从而会给机床的加工精度带来不良影响。在精度要求高的情况下，为了降低丝杆热膨胀变形对加工精度带来的影响，需要对丝杆的热膨胀进行补偿，丝杆的预拉伸就是常用的补偿方法。其通过给丝杠拉长一个预拉伸量，使丝杠螺纹部分到公称长度。工作时，热膨胀量抵消预拉伸量，使丝杠拉应力下降，但长度不变，从而保证螺距精度不受热膨胀的影响，保证丝杆的定位精度，从而保证机床的加工精度。

现有的机床丝杆安装的预拉伸结构，其丝杆的两端的轴承两侧分别设置隔垫，通过旋紧螺母压紧隔垫，实现丝杆的预拉伸，其预拉伸量由隔垫的厚度决定，通过调整隔垫的厚度调整丝杆的预拉伸量，一旦丝杆安装后，预拉伸量较难调整。且由于隔垫、丝杆、旋紧螺母、轴承、轴承套等零件加工的工差问题，以及在装配精度问题，会导致最终丝杆的实际预拉伸量与设计的预拉伸量存在偏差，难以保证预拉伸效果。而一旦预拉伸无法达到要求，其需要重新拆装以进行调整，其需要调整预紧力的时候操作十分繁琐，而且重复装拆轴承隔垫还会影响轴承的精度。

发明内容

本发明型旨在给出一种能够非常方便的控制预拉伸量满足重复定位需要、保证丝杆精度的丝杆与拉伸安装结构；以及一种使用上述丝杆预拉伸安装结构进行丝杆预拉伸的方法。

本发明所述的丝杆预拉伸安装结构，其丝杆的一端固定，另一端自由，在固定端和自由端均安装有轴承，固定端的轴承置于与机床主体结构固定的轴承座内，在该轴承座的内、外两侧，分别设置有压盖和内圈隔套，压盖与轴承座固联，从内侧与轴承外圈相抵紧，内圈隔套则从外侧与轴承内圈相抵紧，在内圈隔套外侧的丝杆上还设螺纹段，锁紧螺母旋于其上，将内圈隔套、轴承内圈压紧；在丝杆的自由端，轴承外安装有轴承套，轴承套的内、外两侧均安装内圈隔套，两内圈隔套从两侧与轴承的内圈抵紧，轴承的外圈则与轴承套在内侧相抵；在轴承套外设置电机座连接法兰，电机座连接法兰与电机座固联，电机座连接法兰上设置通孔，轴承套与通孔对应的位置设置纵向滑槽，定位件安装在通孔内，其底部嵌入在轴承套的纵向滑槽内，电机座连接法兰与轴承套通过定位件和纵向滑槽相配合，形成可相对滑动的装配结构；在轴承套外侧设置螺纹段，螺纹段部分位于电机座连接法兰的下侧、部分从电机座连接法兰外侧伸出，在该螺纹段上旋有轴承套调节螺母。

本发明所述的丝杆预拉伸安装结构，其丝杆的固定端，分别由压盖和内圈隔套从两侧抵紧轴承内圈和轴承外圈，其压盖与轴承座及机床本体结构固定，通过锁紧螺母将内圈隔套、轴承内圈和轴承外圈压紧在压盖侧面上，实现了固定端的固定与定位。丝杆的自由端，内、外两侧的轴承内圈隔套从两侧抵紧轴承内圈，使丝杆与轴承内圈固定；而轴承套在内侧与轴承外圈相抵，轴承套在外侧则设置螺纹段，从电机座连接法兰的底部伸出（部分位于下侧、部分伸出），在螺纹段上安装轴承套调节螺母，电机座连接法兰与轴承套通过定位件和纵向滑槽相配合，形成可相对滑动的装配结构；通过旋紧轴承套调节螺母，可使轴承套相对电机连接座法兰纵向外移动，使与轴承套相抵的轴承外圈跟随轴承套一同被外拉，从而实现实现丝杆的预拉伸。

所述丝杆预拉伸安装结构，其丝杆自由端与轴承内圈固定，轴承外圈与轴承套抵紧，轴承套相对电机座连接法兰可沿纵向滑槽内移动，因而丝杆、轴承、轴承套的端部位置相对自由，可在纵向滑槽许可的范围内自由伸展。且由于其轴承套调节螺母可在轴承套的螺纹段上旋进一定的距离，故其可拉动轴承套相对与电机座固定的电机作连接法兰外移一定距离，故通过控制轴承套调节螺母在螺纹段上的旋进距离，即可控制丝杆的预拉伸量，因而对丝杆预拉伸量的控制非常的方便，操作非常的简单。

一种采用本发明所述丝杆预拉伸安装结构进行丝杆预拉伸的方法，包括如下步骤：

步骤一：检测运动轴的重复定位精度，如果运动轴的重复定位精度大于设定的数值，证明丝杆装配没有到位，新校正装配；如果运动轴的重复定位精度在目标范围之内，则开始预步骤二；

步骤二：运动轴以最高速度全行程往返运动一定时间，使丝杆发热伸长，然后锁紧自由端轴承套外的大锁紧螺母，拉动轴承套外移，通过轴承套、轴承外圈、轴承内圈及丝杆自由端外移，从而使轴承预拉伸；

步骤三：运动轴以最高速度全行程往返运动一定时间，检测其冷机和热机之间的重复定位精度，如果达到所需控制的目标范围内，并轴承温度低于50°，则丝杆预拉伸合格；否则，返回步骤二，直至合格。

机床丝杆在运动的过程中受热伸长，这是一种热胀冷缩的物理现象，这个特性无法改变，通常丝杆的伸长量与丝杆的发热量相关，而每台机床零件的制造精度误差和装配精度误差使得丝杆的发热量不尽一致，也使得轴承的预紧力也不尽一致；用理论计算出来的预紧力会与实际所需预紧力通常都会存在偏差。本发明的丝杆预拉伸安装结构，其丝杆自由端的预拉伸量可调，预紧力可调，因而可适应不同的预拉伸量的需求，能够很容易的保证丝杆的预拉伸量满足实际装配的需要。且本发明所述的丝杆预拉伸的方法，其根据机床的实际情况，控制轴承套调节螺母在轴承套上的旋进量，即可使丝杆的预拉伸量，满足丝杆的实际安装需要。其能够克服因工件加工精度误差和装配精度误差造成的不良影响，能可靠的保证丝杆的预拉伸量满足实际的需要，从而方便、可靠的保证丝杆的重复定位精度，从而保证机床的加工精度。

附图说明

图1为本发明所述丝杆预拉伸安装结构的示意图。

图2 为图1在丝杆固定端处的局部放大图。

图3 为图1在丝杆自由端处的局部放大图。

具体实施方式

一种丝杆预拉伸安装结构，如图1，丝杆１的一端固定，另一端自由，在固定端和自由端均安装有轴承２。固定端，如图2，通过轴承2置于与机床主体结构固定的轴承座3内，在轴承座3的内、外两侧，分别设置有压盖4和内圈隔套5，压盖4与轴承座3固联，从内侧与轴承外圈21相抵紧，内圈隔套5则从外侧与轴承内圈22相抵紧，在内圈隔套5外侧的丝杆上还设螺纹段6，锁紧螺母7旋于其上，将内圈隔套5、轴承内圈22压紧。在丝杆1的自由端，如图3，其轴承2外安装轴承套8，轴承套8的内、外两侧均安装内圈隔套5，两内圈隔套5从两侧与轴承的内圈22抵紧，轴承的外圈21则与轴承套8在内侧相抵；在轴承套外设置电机座连接法兰9，电机座连接法兰9与电机座10固联，如图，其通过螺钉13固定连接位一体。在电机座连接法兰9上设置通孔91，轴承套8在与通孔91对应的位置设置纵向滑槽81，定位件11插入通孔中，底部嵌入轴承套的纵向滑槽内，电机座连接法兰与轴承套通过定位件和纵向滑槽相配合，形成可相对滑动的装配结构；所述电机座连接法兰的通孔可为渐缩的光孔，定位件为定位销，定位销插入在通孔内，底部插入在纵向滑槽内；也可电机座连接法兰的通孔为螺纹孔，定位件是紧定螺钉，紧定螺钉旋于螺纹孔内，底部插入在纵向滑槽内。在轴承套8的外侧设置有螺纹段82，螺纹段部分位于电机座连接法兰9的下侧、部分从电机座连接法兰外侧伸出，在该螺纹段上旋有轴承套调节螺母12。

为使自由端外侧的内圈隔套与丝杆相固定，丝杆在该内圈隔套外侧设置螺纹段，固定螺母14旋于其上，将内圈隔套限位固定。

丝杆固定端安装的轴承可有两个，以背对背（DB）组合的方式并排设置。丝杆固定端安装的轴承也可有三个，以DBD组合的方式并排设置。

丝杆自由端安装的轴承有两个，以并排（DT）组合的方式并排设置。或者丝杆自由端安装的轴承有三个,以DTD组合的方式并排设置。

Claims (6)

1.一种丝杆预拉伸安装结构，其特征在于：丝杆的一端固定，另一端自由，在固定端和自由端均安装有轴承，固定端的轴承置于与机床主体结构固定的轴承座内，在该轴承座的内、外两侧，分别设置有压盖和内圈隔套，压盖与轴承座固联，从内侧与轴承外圈相抵紧，内圈隔套则从外侧与轴承内圈相抵紧，在内圈隔套外侧的丝杆上还设螺纹段，锁紧螺母旋于其上，将内圈隔套、轴承内圈压紧；在丝杆的自由端，轴承外安装有轴承套，轴承套的内、外两侧均安装内圈隔套，两内圈隔套从两侧与轴承的内圈抵紧，轴承的外圈则与轴承套在内侧相抵；在轴承套外设置电机座连接法兰，电机座连接法兰与电机座固联，电机座连接法兰上设置通孔，轴承套与通孔对应的位置设置纵向滑槽，定位件安装在通孔内，其底部嵌入在轴承套的纵向滑槽内，电机座连接法兰与轴承套通过定位件和纵向滑槽相配合，形成可相对滑动的装配结构；在轴承套外侧设置螺纹段，螺纹段部分位于电机座连接法兰的下侧、部分从电机座连接法兰外侧伸出，在该螺纹段上旋有轴承套调节螺母。

2.根据权利要求１所述的一种丝杆预拉伸安装结构，其特征在于：丝杆固定端安装的轴承有两个，背对背组合的方式并排设置。

3.根据权利要求１所述的一种丝杆预拉伸安装结构，其特征在于：丝杆固定端安装的轴承有三个，背对背对面组合的方式并排设置。

4.根据权利要求１所述的一种丝杆预拉伸安装结构，其特征在于：丝杆自由端安装的轴承有两个背对面组合的方式并排设置。

5.根据权利要求１所述的一种丝杆预拉伸安装结构，其特征在于：丝杆自由端安装的轴承有三个背对面组合的方式并排设置。

6.一种采用本发明所述丝杆预拉伸安装结构进行丝杆预拉伸的方法，包括如下步骤：

步骤一：检测运动轴的重复定位精度，如果运动轴的重复定位精度大于设定的数值，证明丝杆装配没有到位，新校正装配；如果运动轴的重复定位精度在目标范围之内，则开始预步骤二；

步骤二：运动轴以最高速度全行程往返运动一定时间，使丝杆发热伸长，然后锁紧自由端轴承套外的大锁紧螺母，拉动轴承套外移，通过轴承套、轴承外圈外移，从而使轴承预紧；

步骤三：运动轴以最高速度全行程往返运动一定时间，检测其冷机和热机之间的重复定位精度，如果达到所需控制的目标范围内，并轴承温度低于50°，则丝杆预拉伸合格；否则，返回步骤二，直至合格。