CN106862980A - 一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副 - Google Patents
一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106862980A CN106862980A CN201710226507.2A CN201710226507A CN106862980A CN 106862980 A CN106862980 A CN 106862980A CN 201710226507 A CN201710226507 A CN 201710226507A CN 106862980 A CN106862980 A CN 106862980A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aramid fiber
- heating film
- electric radiant
- radiant heating
- brush
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
- B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
- B23Q5/40—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
- B23Q11/0007—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine by compensating occurring thermal dilations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副。在滚珠丝杠轴靠近电机一端预留未加工外螺纹的一段,在这段光轴上粘贴和布置芳纶纤维,使其长度方向与丝杠轴的轴向一致。再在芳纶纤维表面缠绕覆盖电热膜,设计电刷给电热膜供电,保证在丝杠旋转过程中导线不被缠绕。由于芳纶纤维在长度方向上具有负热膨胀系数,加热会收缩使热误差得到补偿。在实际工况下,丝杠轴达到热平衡后,每个轴向位置的轴向变形是一定的。通过建立轴向变形模型,进而预测每个轴向位置的轴向误差。在掌握螺母运动规律的基础上,通过控制器控制电源的供热参数实现对芳纶纤维进行加热,使其产生和丝杠轴向热变形相反的位移,使热变形得到补偿。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副,属于先进制造领域。
背景技术
随着高速加工技术的广泛应用,滚珠丝杠副的线速度越来越高,在运行过程中,由于滚珠丝杠副以及轴承滚珠与滚道的高速相对运动,摩擦力做功产生大量的热,致使滚珠丝杠副产生热变形进而产生加工误差。有研究表明,热变形误差约占总误差的30%~50%。在精密加工中这个比例可高达70%。对于滚珠丝杠副而言,工程中主要关心其螺母位置的误差,螺母位置的误差主要取决于丝杠的轴向变形量。所以有必要设计一种补偿丝杠轴向热变形的滚珠丝杠副。现有的热变形补偿技术主要是通过数控系统对热变形进行补偿。通过文献检索,尚未找到采用负热膨胀系数材料对滚珠丝杠副热变形进行离线补偿的研究与报道。
发明内容
本发明的目的是为了减小滚珠丝杠副轴向热变形和提高其精度稳定性,设计了一种基于芳纶纤维的热变形主动补偿滚珠丝杠副。
本发明所采用的技术方案是:一种基于芳纶纤维的热变形主动补偿滚珠丝杠副,包括电热膜(1)、芳纶纤维(2)、滚珠丝杠本体(3)、电刷(4)、电源(5)和控制器(6),电热膜(1)和滚珠丝杠本体(3)之间设有芳纶纤维(2)。
在滚珠丝杠本体(3)靠近电机端的端部预留一段未加工有外螺纹的光轴,在这段光轴上粘贴和布置芳纶纤维(2),使得芳纶纤维(2)的长度方向与滚珠丝杠本体(3)的轴向方向一致。再在这段光轴上缠绕覆盖电热膜(1),为了防止导线在丝杠旋转过程中缠绕,将电刷(4)套在电热膜(1)两端,电刷(4)不随滚珠丝杠本体(3)转动。电热膜(1)与电刷(4)之间设有间隙,电热膜(1)的正负极均有一个弹簧片,保障弹簧片始终与电刷(4)相接触。在转动的过程中电热膜(1)始终与电源(5)和控制器(6)保持相连状态。控制器(6)控制电源(5)的供电参数通过电刷(4)向电热膜(1)供电使其加热。
由于芳纶纤维(2)在长度方向上具有负热膨胀系数,通过电热膜(1)加热会收缩使热误差得到补偿。在实际工况下,丝杠轴在达到热平衡后,每个轴向位置的轴向变形是一定的。通过对轴向变形的建模,就预测每个轴向位置在轴向的误差。在掌握螺母运动规律的基础上,通过计算获得随时间变化加热膜的供热参数,通过对芳纶纤维(2)加热产生和丝杠轴轴向热变形相反的位移,使热变形得到补偿。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:采用负热膨胀系数纤维材料,粘贴布置在丝杠轴靠近电机的端部,该部分与丝杠轴串联。采用主动控制的方法,控制纤维粘贴部位相对丝杠变形方向的反向变形,使其与丝杠在轴向的热膨胀量相互抵消,达到热误差补偿的目的。
附图说明
图1为本发明的基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副结构示意图。
图2为本发明的基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副结构放大示意图。
图中:1、电热膜,2、芳纶纤维,3、滚珠丝杠本体,4、电刷,5、电源,6、控制器。
具体实施方式
以下结合附图和实施,对本发明作进一步详细说明。
一种自动补偿热变形的滚珠丝杠副,在滚珠丝杠本体(3)的靠近电机一端预留一段不加工外螺纹的光轴,在光轴上粘贴和布置芳纶纤维,使得芳纶纤维长度方向与丝杠轴的轴向一致。再在这段轴上缠绕覆盖电热膜。丝杠受热膨胀,产生热误差。由于芳纶纤维在长度方向上具有负热膨胀系数,此段芳纶纤维由于电热膜加热会整体将丝杠轴“拉回”,使热变形得到补偿。
在实际实施过程中,首先要建立在热平衡状态下热误差与螺母位置的关系,然后根据螺母随时间的运动规律,计算出电热膜随时间变化的供热参数。实现滚珠丝杠副热变形的离线补偿。
具体实施步骤如下:
步骤1:在滚珠丝杠螺纹设计和加工时,在靠近电机一端预留一段光轴。
步骤2:在这段光轴上粘贴和布置芳纶纤维,使得芳纶纤维长度方向与丝杠轴的轴向方向一致。
步骤3:再在这段轴上缠绕覆盖电热膜。
步骤4:将电刷套在电热膜两端,电刷不随滚珠丝杠本体转动。电热膜与电刷之间设有间隙,电热膜的正负极均有一个弹簧片,保障弹簧片始终与电刷相接触。在转动的过程中电热膜始终与电源和控制器保持相连状态。将电刷与电源和控制器相连。
Claims (3)
1.一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副,其特征在于,包括电热膜(1)、芳纶纤维(2)、滚珠丝杠本体(3)、电刷(4)、电源(5)和控制器(6),电热膜(1)和滚珠丝杠本体(3)之间设有芳纶纤维(2);
在滚珠丝杠本体(3)靠近电机端的端部预留一段未加工有外螺纹的光轴,在这段光轴上粘贴和布置芳纶纤维(2),使得芳纶纤维(2)的长度方向与滚珠丝杠本体(3)的轴向方向一致;再在这段光轴上缠绕覆盖电热膜(1),为了防止导线在丝杠旋转过程中缠绕,将电刷(4)套在电热膜(1)两端,电刷(4)不随滚珠丝杠本体(3)转动;电热膜(1)与电刷(4)之间设有间隙,电热膜(1)的正负极均有一个弹簧片,保障弹簧片始终与电刷(4)相接触;在转动的过程中电热膜(1)始终与电源(5)和控制器(6)保持相连状态;控制器(6)控制电源(5)的供电参数通过电刷(4)向电热膜(1)供电使其加热。
2.根据权利要求1所述的一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副,其特征在于,由于芳纶纤维(2)在长度方向上具有负膨胀系数,通过电热膜(1)加热会收缩使热误差得到补偿;在实际工况下,丝杠轴在达到热平衡后,每个轴向位置的轴向变形是一定的;通过对轴向变形的建模,能预测每个轴向位置的轴向误差;在掌握螺母运动规律的基础上,通过计算获得随时间变化加热膜的供热参数,通过对芳纶纤维(2)加热产生和丝杠轴轴向热变形相反的位移,使热变形得到补偿。
3.根据权利要求1所述的一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副,其特征在于,具体实施步骤如下:
步骤1:在滚珠丝杠螺纹设计和加工时,在靠近电机一端预留一段光轴;
步骤2:在这段光轴上粘贴和布置芳纶纤维,使得芳纶纤维长度方向与丝杠轴的轴向方向一致;
步骤3:再在这段轴上缠绕覆盖电热膜;
步骤4:将电刷套在电热膜两端,电刷不随滚珠丝杠本体转动;电热膜与电刷之间设有间隙,电热膜的正负极均有一个弹簧片,保障弹簧片始终与电刷相接触;在转动的过程中电热膜始终与电源和控制器保持相连状态;将电刷与电源和控制器相连。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710226507.2A CN106862980A (zh) | 2017-04-09 | 2017-04-09 | 一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710226507.2A CN106862980A (zh) | 2017-04-09 | 2017-04-09 | 一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106862980A true CN106862980A (zh) | 2017-06-20 |
Family
ID=59160993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710226507.2A Pending CN106862980A (zh) | 2017-04-09 | 2017-04-09 | 一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106862980A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112706000A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-27 | 珠海格力智能装备有限公司 | 误差测量装置及具有其的丝杆组件 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0172995B1 (ko) * | 1995-12-14 | 1999-02-18 | 정몽원 | 메카피딩의 열보상시스템 |
CN1331434A (zh) * | 2000-06-22 | 2002-01-16 | 裴稼模 | 一种快速节能表面加热的复印机辊筒装置 |
CN2591650Y (zh) * | 2002-07-03 | 2003-12-10 | 财团法人工业技术研究院 | 光通信温度补偿装置 |
JP2004295156A (ja) * | 2004-07-23 | 2004-10-21 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光通信用温度補償デバイス |
CN102713493A (zh) * | 2009-12-17 | 2012-10-03 | 西格里碳素欧洲公司 | 纤维加强体 |
CN103786072A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-05-14 | 威海华东数控股份有限公司 | 主轴热伸长量补偿结构及其方法 |
CN104487899A (zh) * | 2012-07-24 | 2015-04-01 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | Euv投射曝光设备的反射镜布置及其操作方法,及euv投射曝光设备 |
CN106481710A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-08 | 哈尔滨工业大学 | 形状记忆聚合物复合材料柱形缓释机构 |
-
2017
- 2017-04-09 CN CN201710226507.2A patent/CN106862980A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0172995B1 (ko) * | 1995-12-14 | 1999-02-18 | 정몽원 | 메카피딩의 열보상시스템 |
CN1331434A (zh) * | 2000-06-22 | 2002-01-16 | 裴稼模 | 一种快速节能表面加热的复印机辊筒装置 |
CN2591650Y (zh) * | 2002-07-03 | 2003-12-10 | 财团法人工业技术研究院 | 光通信温度补偿装置 |
JP2004295156A (ja) * | 2004-07-23 | 2004-10-21 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光通信用温度補償デバイス |
CN102713493A (zh) * | 2009-12-17 | 2012-10-03 | 西格里碳素欧洲公司 | 纤维加强体 |
CN104487899A (zh) * | 2012-07-24 | 2015-04-01 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | Euv投射曝光设备的反射镜布置及其操作方法,及euv投射曝光设备 |
CN103786072A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-05-14 | 威海华东数控股份有限公司 | 主轴热伸长量补偿结构及其方法 |
CN106481710A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-08 | 哈尔滨工业大学 | 形状记忆聚合物复合材料柱形缓释机构 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112706000A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-27 | 珠海格力智能装备有限公司 | 误差测量装置及具有其的丝杆组件 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102054523B1 (ko) | 복합 구조물들을 위한 반경부 충전제들, 반경부 충전제들을 포함하는 복합 구조물들, 및 이와 같은 것을 형성하는 시스템들과 방법들 | |
CN106862980A (zh) | 一种基于芳纶纤维热变形主动补偿的滚珠丝杠副 | |
CN207172745U (zh) | 一种热缩套管软化扩张装置 | |
CN201378771Y (zh) | 一种响应迅速、稳定性高的作动器 | |
CN108429410A (zh) | 一种电机空心转轴的旋变安装结构 | |
CN203282000U (zh) | 一种镍钛合金丝变径头加工设备 | |
CN105761928B (zh) | 一种用于放电线圈的自动缠绕机 | |
CN108454076A (zh) | 一种聚四氟乙烯间断波纹管的生产模具及生产方法 | |
CN103144229B (zh) | 远红外电加热辊 | |
CN101637980B (zh) | 一种炭布干法缠绕生产大型圆筒件的装置 | |
CN107782089A (zh) | 一种食品添加剂烘干机 | |
CN207793555U (zh) | 一种针织机用纱线烘干装置 | |
CN207682949U (zh) | 一种热缩套管机 | |
CN106876015A (zh) | 一种半硬态绕组线及其加工工艺 | |
WO2021031782A1 (zh) | 一种新型绝缘拉杆 | |
CN211219817U (zh) | 一种z轴丝杆 | |
CN208101027U (zh) | 一种复合材料成型设备 | |
CN208101030U (zh) | 一种旋转式模具 | |
CN203380053U (zh) | 一种用于涂胶的机械 | |
CN206690092U (zh) | 一种带自锁功能的多角度旋转舵机机构 | |
CN206279351U (zh) | 一种导热超导体烫光辊 | |
CN206010079U (zh) | 一种长寿命中走丝线切割机床导轮组件 | |
CN215976414U (zh) | 一种碳纤维手动上浆机提升机构 | |
CN105880650A (zh) | 一种减少残余应力的加热切削装置 | |
CN207651249U (zh) | 一种电缆表面质量高的电缆冷却设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170620 |