CN107061658B - 一种金属橡胶减振冷却丝杠 - Google Patents

一种金属橡胶减振冷却丝杠 Download PDF

Info

Publication number
CN107061658B
CN107061658B CN201710306913.XA CN201710306913A CN107061658B CN 107061658 B CN107061658 B CN 107061658B CN 201710306913 A CN201710306913 A CN 201710306913A CN 107061658 B CN107061658 B CN 107061658B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal rubber
cooling
vibration
damping
screw rod
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.)
Active
Application number
CN201710306913.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107061658A (zh
Inventor
贾书海
申鹏程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201710306913.XA priority Critical patent/CN107061658B/zh
Publication of CN107061658A publication Critical patent/CN107061658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107061658B publication Critical patent/CN107061658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

本发明公开的金属橡胶减振冷却丝杠，在中空的杠体内部填充金属橡胶内衬，在金属橡胶内衬中开设冷却液通道。当丝杠在工作中产生振动时，一方面，金属橡胶内衬与丝杠内壁面会发生摩擦，产生摩擦阻尼；另一方面，冷却液通道中盛装的冷却液能够在金属橡胶的缝隙中发生流动，该缝隙对冷却液的流动具有参数节流作用，从而产生“小孔节流阻尼”，使得本发明的金属橡胶减振冷却丝杠将具有非常良好的阻尼减振效果，达到抑制丝杠振动的目的。与此同时，丝杠中流动的冷却液可以将丝杠工作产生的热量带走，从而有效减少丝杠的热变形。相对于现有技术的丝杠减振结构，本发明的结构简单，成本较低，可靠性好，且具有冷却功能。

Description

一种金属橡胶减振冷却丝杠
技术领域
本发明属于精密传动丝杠领域，具体涉及一种金属橡胶减振冷却丝杠。
背景技术
丝杠作为一种重要的传动部件，广泛应用于机床和其他工业上需要精密运动的部件。丝杠的传动是否平稳对机床加工部件的精度具有很大影响。因此，需要对丝杠的传动平稳性进行改善。在实际生产中，机床上的丝杠一般都是实心或空心通冷却油的结构，受限于其结构和安装环境，本身并没有有效的减振措施。因此，丝杠本身的抗振性能就变得非常重要。
金属橡胶既有本身金属特性，又有橡胶的弹性和阻尼特性。金属橡胶在受到外部的冲击振动时，金属丝之间会有滑移，由此产生的摩擦力可以有效地消耗振动或冲击能量。具有寿命长、减振效果好、可以应用于恶劣环境等优点。
现有技术中还未见到将金属橡胶应用在丝杠方面的报道。
发明内容
为了克服现有技术中普通丝杠抑制振动能力弱的问题，本发明的目的在于提供一种金属橡胶减振冷却丝杠，该丝杠能够提高机床等高精度运动机器的稳定性和加工精度。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开的一种金属橡胶减振冷却丝杠，包括中空的杠体，杠体内填充有金属橡胶内衬，在金属橡胶内衬中开设有用于盛放冷却液的冷却液通道。
优选地，金属橡胶内衬与杠体内壁过盈配合。
优选地，金属橡胶内衬为空心圆柱状。
优选地，在杠体中填充的金属橡胶内衬为一个或多个金属橡胶空心圆柱。
优选地，金属橡胶空心圆柱由金属丝相互嵌合勾连制成。
优选地，在冷却液通道一侧设有冷却液进口，另一侧设有冷却液出口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的金属橡胶减振冷却丝杠，在中空的杠体内部填充金属橡胶内衬，在金属橡胶内衬中开设冷却液通道。当丝杠在工作中产生振动时，一方面，金属橡胶内衬与丝杠内壁面会发生摩擦，产生摩擦阻尼；另一方面，冷却液通道中盛装的冷却液能够在金属橡胶的缝隙中发生流动，该缝隙对冷却液的流动具有参数节流作用，从而产生“小孔节流阻尼”，使得本发明的金属橡胶减振冷却丝杠将具有非常良好的阻尼减振效果，达到抑制丝杠振动的目的。与此同时，丝杠中流动的冷却液可以将丝杠工作产生的热量带走，从而有效减少丝杠的热变形。相对于现有技术的丝杠减振结构，本发明的结构简单，成本较低，可靠性好，且具有冷却功能。
进一步地，本发明的金属橡胶内衬为一个或多个金属橡胶空心圆柱，即可以是一个整体的金属橡胶空心圆柱也可以是多个金属橡胶空心圆柱组装而成，所述金属橡胶空心圆柱由金属丝相互嵌合勾连(螺旋成型后相互缠绕)制成，其外表面与丝杠的内表面采用过盈配合以保证适度的压力，当产生振动时，金属丝之间在旋转时由于振动作用也会产生摩擦阻尼，从而加强阻尼减振效果。
附图说明
图1为本发明的金属橡胶减振冷却丝杠结构示意图；
图2为不加金属橡胶内衬和冷却液的空心丝杠在同等条件下的振动响应幅值图；
图3为本发明的将金属橡胶内衬放置在丝杠中，同时通以冷却液条件下的振动响应幅值图。
其中，1为杠体；2为金属橡胶内衬；3为冷却液通道；4为冷却液进口；5为冷却液出口。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，本发明公开的一种金属橡胶减振冷却丝杠，包括中空的杠体1，杠体1内填充有金属橡胶内衬2，在金属橡胶内衬2中开设有用于盛放冷却液的冷却液通道3。在冷却液通道3一侧设有冷却液进口4，另一侧设有冷却液出口5。
优选地，所述的金属橡胶内衬2为空心圆柱状结构，由金属丝相互嵌合勾连制成，金属橡胶内衬2与杠体1内壁过盈配合，以便产生摩擦阻尼，金属橡胶的金属丝之间在旋转时由于振动的作用也会产生摩擦阻尼。冷却液在金属橡胶的缝隙中发生流动，而金属橡胶的缝隙对冷却液的流动有参数节流作用，从而产生“小孔节流阻尼”。除此之外，冷却液还能将产生的热量带走。综合这几种阻尼作用，本发明公开的金属橡胶冷却丝杠将具有非常良好的阻尼减振效果，同时还具有冷却丝杠的功能。
进一步优选地，可以通过设计金属橡胶的密度，金属丝的螺旋卷直径，金属丝直径、孔隙度、成形压力，以及金属橡胶与杠体内壁之间的过盈量来调节金属橡胶的摩擦阻尼，小孔阻尼以及金属橡胶在丝杠横向方向的刚度，从而找出较好的阻尼值，达到消减振动能量的目标。同时，冷却液将丝杠工作时产生的热量及时带走，实现丝杠冷却，减少丝杠热变形，提高加工精度。
实施效果试验：
取直径为0.05米，长为1.2米的中空丝杠，将金属橡胶内衬放置在丝杠中，同时通以冷却液。调整金属橡胶的各项性质达到合适的阻尼，其振动响应幅值图如图3所示。不加金属橡胶内衬和冷却液的空心丝杠在同等条件下的振动响应幅值图如图2所示。
比较这两图的最大振动幅值可以发现，加上金属橡胶内衬和冷却液后丝杠的振动减小了大约80％。
综上所述，本发明中丝杠为中空的杠体，杠体里面装有金属橡胶内衬，并通以冷却液。金属橡胶内衬由金属丝螺旋成型后相互缠绕而成，其外表面与丝杠的内表面采用过盈配合以保证适度的压力。当产生振动时，由于金属丝之间的相互摩擦阻尼，金属卷与丝杠内表面的相互摩擦阻尼以及冷却液在金属丝缝隙间的节流阻尼来消耗振动能量，从而使得传动平稳。冷却液将工作产生的热量带走，减少丝杠的热变形，使得传动精确。本发明提出的基于金属橡胶的丝杠结构具有结构简单，成本低，性能稳定的优点。

Claims (3)

1.一种金属橡胶减振冷却丝杠，其特征在于，包括中空的杠体(1)，杠体(1)内填充有金属橡胶内衬(2)，在金属橡胶内衬(2)中开设有用于盛放冷却液的冷却液通道(3)；
在杠体(1)中填充的金属橡胶内衬(2)为一个或多个金属橡胶空心圆柱，该金属橡胶空心圆柱由金属丝相互嵌合勾连制成；冷却液通道(3)中通入的冷却液能够渗入到金属橡胶的缝隙中，并在金属橡胶的缝隙中发生流动。
2.根据权利要求1所述的金属橡胶减振冷却丝杠，其特征在于，金属橡胶内衬(2)与杠体(1)内壁过盈配合。
3.根据权利要求1或2所述的金属橡胶减振冷却丝杠，其特征在于，在冷却液通道(3)一侧设有冷却液进口(4)，另一侧设有冷却液出口(5)。
CN201710306913.XA 2017-05-04 2017-05-04 一种金属橡胶减振冷却丝杠 Active CN107061658B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710306913.XA CN107061658B (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种金属橡胶减振冷却丝杠

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710306913.XA CN107061658B (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种金属橡胶减振冷却丝杠

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107061658A CN107061658A (zh) 2017-08-18
CN107061658B true CN107061658B (zh) 2020-03-17

Family

ID=59596909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710306913.XA Active CN107061658B (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种金属橡胶减振冷却丝杠

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107061658B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108488342A (zh) * 2018-02-11 2018-09-04 北京航天自动控制研究所 一种兼具减振和冷却功能的行星滚柱丝杠副
CN109623461B (zh) * 2019-02-01 2021-10-22 重庆大学 一种散热方法、装置及设置该装置的滚珠丝杠进给系统
CN112620673A (zh) * 2021-01-22 2021-04-09 福州大学 基于金属橡胶的减振冷却镗刀刀具及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018364A (ja) * 1998-07-03 2000-01-18 Nippon Seiko Kk ボールねじ装置
JP2004092854A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Nsk Ltd ボールねじ用ねじ軸
CN103836138A (zh) * 2014-02-26 2014-06-04 北京工业大学 一种滚珠丝杠副减振结构
CN103867676A (zh) * 2014-02-26 2014-06-18 北京工业大学 一种基于摩擦减振的滚珠丝杠副结构
CN206092848U (zh) * 2016-09-20 2017-04-12 东莞市宝科精密机械有限公司 一种中空油冷丝杆

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI444545B (zh) * 2011-12-29 2014-07-11 Ball screw with cooling and damping

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018364A (ja) * 1998-07-03 2000-01-18 Nippon Seiko Kk ボールねじ装置
JP2004092854A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Nsk Ltd ボールねじ用ねじ軸
CN103836138A (zh) * 2014-02-26 2014-06-04 北京工业大学 一种滚珠丝杠副减振结构
CN103867676A (zh) * 2014-02-26 2014-06-18 北京工业大学 一种基于摩擦减振的滚珠丝杠副结构
CN206092848U (zh) * 2016-09-20 2017-04-12 东莞市宝科精密机械有限公司 一种中空油冷丝杆

Also Published As

Publication number Publication date
CN107061658A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107061658B (zh) 一种金属橡胶减振冷却丝杠
CN100522426C (zh) 用于减缓振动的减振装置
CN101890514B (zh) 内置式动力双减振镗杆
CN111730119B (zh) 一种基于层状叠加式永磁动力吸振器的减振铣刀
CN104607706B (zh) 一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆
CN201913537U (zh) 一种用于研磨密封面的工装
CN104874822A (zh) 一种带导向分段式动力减振镗杆
KR101303071B1 (ko) 냉각효율이 향상되는 공기 포일 베어링
US8430610B2 (en) Fluttering prevention device for working machine
CN205261006U (zh) 一种调节阀
WO2010108394A1 (zh) 一种含油滑动轴承系统及其应用的电机
Mohan et al. Experimental investigation on boring tool vibration control using MR fluid damper
CN206550411U (zh) 一种摩擦式减振插铣刀刀杆
CN206668852U (zh) 双液流通道新型磁流变阻尼器
CN114101801A (zh) 一种阻尼减振刀具
RU2587371C1 (ru) Высокоскоростной мотор-шпиндель для металлорежущих станков
CN105485282B (zh) 一种用于滚珠丝杠副的减振弹性支承结构
CN104874823B (zh) 摩擦阻尼导向头
CN204747539U (zh) 一种带导向分段式动力减振镗杆
CN208519107U (zh) 一种多液流通道的旋转式磁流变吸振器
CN105422732B (zh) 一种用于细长回转轴的复合阻尼减振胀棒结构
CN204053629U (zh) 薄壁件加工的吸附式扰振装置
CN109290593A (zh) 用于深孔镗削的减振镗刀
CN206257169U (zh) 一种用于数控机床的主轴轴承
CN206545649U (zh) 一种滚动轴承结构和长距离类轴承结构

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant