CN108581585A - 用于丝杠预拉伸的拉伸装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造领域，具体公开了用于丝杠预拉伸的拉伸装置，包括依次设置的预拉伸螺母、法兰盘、轴承钢套和轴承座，法兰盘、轴承钢套和轴承座上均开设有供丝杠通过的安装孔，轴承钢套内设有轴承组，轴承组的外圈与轴承钢套的工作面相抵，法兰盘内侧壁与丝杠之间设有轴承内圈衬套，轴承内圈衬套一端与预拉伸螺母端面相抵、另一端与轴承组的内圈端面相抵，法兰盘、轴承钢套和轴承座与轴承钢套可拆卸装配连接。采用本发明能实现因温升引起的丝杆变化的预补偿，解决因温升引起的丝杠精度降低的问题。

Description

用于丝杠预拉伸的拉伸装置

技术领域

本发明涉及机械制造领域，具体涉及用于丝杠预拉伸的拉伸装置。

背景技术

滚珠丝杠是数控机床进给系统的基本机械传动装置，其精度将直接影响数控机床的加工精度。滚珠丝杠在工作过程中，由于丝杠与滚珠之间的摩擦力作用，滚珠丝杠工作时会发热，而丝杠发热会发生膨胀变形，从而加大导程，影响其传动和定位精度。

随着工业制造的不断发展，企业对机床的加工精度要求越来越高，因此要提高机床的精度，就需要对丝杠的热膨胀进行补偿，在现有的数控机床设备结构中，滚珠丝杠通常采用两端固定的安装方式安装，即通过两端轴承座安装在底座上来进行安装。

为了补偿丝杠的热伸长量，一般事先对丝杠进行预拉伸操作，即在丝杠制造过程中，实际加工的丝杠导程要小于名义值，在装配过程中对丝杠进行预拉伸，使得丝杠的实际导程达到名义值，因此丝杠的拉应力补偿了丝杠摩擦发热产生的热应力，从而减小了温升对丝杠长度的影响，并且在一定程度上提高丝杠的轴向刚度。现有技术中对丝杠进行预拉伸的方式有两种，一种是对其一端的固定支撑施加拉力，将丝杠拉伸至所需的长度，另一种是对其一端的固定支撑施加拉力，然而上述两种方式对丝杆进行预拉伸的量均是固定不变的，不能调节预拉伸量。

发明内容

本发明的目的在于提供用于丝杠预拉伸的拉伸装置，能对丝杠的预拉伸量进行调节。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于丝杠预拉伸的拉伸装置，包括依次设置的预拉伸螺母、法兰盘、轴承钢套和轴承座，法兰盘、轴承钢套和轴承座上均开设有供丝杠通过的安装孔，轴承钢套内设有轴承组，轴承组的外圈与轴承钢套的工作面相抵，法兰盘内侧壁与丝杠之间设有轴承内圈衬套，轴承内圈衬套一端与预拉伸螺母端面相抵、另一端与轴承组的内圈端面相抵，法兰盘、轴承钢套和轴承座与轴承钢套可拆卸装配连接。

本方案的原理在于：

旋拧预拉伸螺母，预拉伸螺母移动一定距离在轴向上对轴承内圈衬套产生正向的推力，内圈衬套将正向的推力传递给轴承组的内圈，轴承组的内圈通过滚珠将正向的推力传递到外圈，轴承组的外圈将正向的推力传递到轴承钢套的工作面，轴承钢套的工作面将向正向的推力传递到轴承座，根据牛顿第三定律，轴承座也将大小相同方向相反的力(即反向的推力)同时传递给轴承组的外圈，外圈通过滚珠将反向的推力传递给轴承组的内圈，内圈将反向的推力通过轴承内圈衬套传递给预拉伸螺母，预拉伸螺母将反向的推力通过螺纹传递给丝杠，丝杠受到此推力后被拉伸一定长度，从而实现对丝杠的预拉伸。

采用本方案能达到如下技术效果：

1、通过旋拧预拉伸螺母，通过预拉伸螺母对丝杠的反作用力实现丝杠的预拉伸，并且通过改变预拉伸螺母旋转的角度即可改变丝杠的预拉伸量，预拉伸量调节方便。

2、将现有技术中轴承座的一体式结构改进为由轴承座和轴承钢套组成的分体式结构，工作面设置在轴承钢套中，因此非工作面的轴承座可以采用其他成本较低的材料制成，因此整个轴承座的成本得以降低。

进一步，轴承钢套采用铸钢材料制成，轴承座采用铸铁材料制成。铸铁材料成本比铸钢材料低，因此轴承钢套和轴承座整体成本较低。

进一步，轴承钢套的外侧壁上设有第一台阶，轴承钢套的内侧壁上设有第二台阶，轴承座的内侧壁上设有与第一台阶配合的第三台阶，第一台阶上开设有与法兰盘的孔眼一一对应的安装孔，轴承座靠近轴承钢套的端面上开设有与安装孔一一对应的安装配合孔，轴承组设在第二台阶内，且轴承组的外圈端面与第二台阶的台阶面相抵。轴承座上第三台阶的与轴承钢套上的第一台阶相配合，便于实现轴承座和轴承钢套之间的连接，轴承钢套的第二台阶形成一个直径大于轴承钢套定位孔直径的大直径孔，该大直径孔用于安装轴承组，轴承组外圈与轴承钢套的第二台阶的台阶面相抵，即轴承钢套的第二台阶的台阶面为轴承钢套和轴承座整体结构的工作面。

进一步，法兰盘的孔眼内设有螺栓，螺栓能穿过安装孔并穿入安装配合孔内。螺栓穿过轴承钢套的安装孔，并穿入轴承座上的安装配合孔，拧紧螺栓即可实现法兰盘、轴承钢套与轴承座之间的连接和定位。

进一步，轴承座和轴承钢套之间设有调整垫，调整垫上开设有供螺栓穿过的通孔。

进一步，轴承组包括两个反装角接触轴承。两个反装角接触轴承即两个角接触轴承背靠背安装，两个角接触轴承可以抵抗两个方向的轴向力而不窜动，即丝杠不会受到来自于两个角接触轴承的额外有害轴向荷载，另外一方面可以承受两倍的径向分力，两分力的交点相对较近，对丝杠的扰度要求相对较低，丝杠不容易受力变形。

进一步，轴承座远离轴承钢套的一端设有环形的防撞胶套。防撞胶套用于保护轴承座，避免丝杠工作时，其他部件或者传送的工件碰到轴承座，造成轴承座的损坏。

进一步，预拉伸螺母设有锁紧件。锁紧件用于在预拉伸螺母调节完毕后，对预拉伸螺母进行锁紧，避免预拉伸螺母发生打滑和松脱。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图；

图2为图1的剖视图；

图3为图2的轴截面视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：丝杠1、防撞胶套2、轴承座3、调整垫4、内六角圆柱头螺栓5、法兰盘6、预拉伸螺母7、轴承内圈衬套8、轴承钢套9、轴承组10、骨架油封11、安装板12。

如图1、图2和图3所示，本实施例的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，包括从左到右依次设置的预拉伸螺母7、法兰盘6、轴承钢套9和轴承座3，法兰盘6、轴承钢套9和轴承座3上均开设有供丝杠1通过的定位孔，法兰盘6、轴承钢套9和轴承座3可拆卸装配连接，可拆卸连接的具体方式如下：轴承钢套9的外侧壁上设有第一台阶，轴承钢套9的内侧壁上设有第二台阶，轴承座3的内侧壁上设有与第一台阶配合的第三台阶，在轴承钢套9的第一台阶上开设有横向的安装孔，轴承钢套9上的安装孔与法兰盘6上的孔眼一一对应设置，轴承座3靠近轴承钢套9的端面上开设有与安装孔一一对应的安装配合孔，安装配合孔与安装孔横向对齐，轴承座3和轴承钢套9之间设有调整垫4，调整垫4上开设有与轴承钢套9上的安装孔一一对应的通孔，调整垫4的作用是根据轴承钢套9和轴承座3的装配误差来进行厚度配磨，连接装配法兰盘6、轴承钢套9和轴承座3时，采用内六角圆柱头螺栓5穿过法兰盘6上的各个孔眼，内六角圆柱头螺栓5的端部穿过轴承钢套9上的安装孔，再穿过调整垫4上的通孔，最后穿入轴承座3上的安装配合孔内，即实现法兰盘6、轴承钢套9和轴承座3之间的装配。

轴承钢套9的第二台阶形成一个直径大于轴承钢套9定位孔直径的大直径孔，该大直径孔内安装有轴承组10，轴承组10包括两个反装角接触轴承，轴承组10外圈右端面与轴承钢套9的第二台阶的左端的台阶面相抵，即轴承钢套9的第二台阶的左端的台阶面为轴承钢套9的工作面。

预拉伸螺母7与丝杠1端部螺纹连接，预拉伸螺母7还设有锁紧件，锁紧件采用锁紧螺丝，在预拉伸螺母7侧面上开孔，将锁紧螺丝拧紧在孔内即可。

法兰盘6内侧壁与丝杠1之间设有轴承内圈衬套8，轴承内圈衬套8左端面与预拉伸螺母7相抵、右端面与轴承组10的内圈左端面相抵。

轴承座3采用铸铁材料制成，轴承钢套9采用铸钢材料制成。

轴承座3远离轴承钢套9的一端设有环形的防撞胶套2。防撞胶套2上开设有四个沿防撞胶套2周向分布的连接孔，轴承座3与防撞胶套2相贴的端面上开设有与连接孔横向对齐的连接配合孔。

轴承座3设有骨架油封11，用于轴承组10的密封与防尘。

轴承座3上设有两块横向的安装板12，两块安装板12分别位于轴承座3的两侧，安装板12上均设有固定孔，安装轴承座3时，可以采用螺栓穿过固定孔将轴承座3固定在底座上。

对丝杠1进行预拉伸的具体操作过程如下：

旋拧预拉伸螺母7，预拉伸螺母7在轴向上对轴承内圈衬套8产生向右的推力，轴承内圈衬套8将向右的推力传递给轴承组10的内圈，轴承组10的内圈通过滚珠将向右的推力传递到外圈，轴承组10的外圈将向右的推力传递到轴承钢套9的第二台阶的台阶面的左端面，根据牛顿第三定律，轴承钢套9第二台阶的台阶面将大小相同方向相反的力(即向左的推力)同时传递给轴承组10的外圈，外圈通过滚珠将向左的推力传递给轴承组10的内圈，内圈向左的推力通过轴承内圈衬套8传递给预拉伸螺母7，预拉伸螺母7将向左的推力通过螺纹传递给丝杠1，丝杠1受到此推力后被拉伸一定长度，从而实现对丝杠1的预拉伸，旋拧预拉伸螺母7调节完毕后，拧紧锁紧螺丝将预拉伸螺母7锁紧，避免旋拧预拉伸螺母7打滑和松脱。

本方案中，轴承座3和轴承钢套9的共同作用相当于现有技术中整个轴承座的作用，即将现有技术中轴承座的一体式结构改进为由轴承座3和轴承钢套9组成的分体式结构，工作面设置在轴承钢套9上，非工作面的轴承座3的铸铁材料成本较低，整个轴承座的成本得以降低。由于采用分体式结构，在加工轴承座的工作面时，仅需对尺寸较小的轴承钢套9进行装夹，与现有技术中对整个轴承座进行装夹相比，装夹难度降低，装夹的成本也得到降低。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：包括依次设置的预拉伸螺母、法兰盘、轴承钢套和轴承座，所述法兰盘、轴承钢套和轴承座上均开设有供丝杠通过的安装孔，所述轴承钢套内设有轴承组，所述轴承组的外圈与轴承钢套的工作面相抵，所述法兰盘内侧壁与丝杠之间设有轴承内圈衬套，所述轴承内圈衬套一端与预拉伸螺母端面相抵、另一端与轴承组的内圈端面相抵，所述法兰盘、轴承钢套和轴承座与轴承钢套可拆卸装配连接。

2.根据权利要求1所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述轴承钢套采用铸钢材料制成，所述轴承座采用铸铁材料制成。

3.根据权利要求1所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述轴承钢套的外侧壁上设有第一台阶，所述轴承钢套的内侧壁上设有第二台阶，所述轴承座的内侧壁上设有与所述第一台阶配合的第三台阶，所述第一台阶上开设有与法兰盘的孔眼一一对应的安装孔，所述轴承座靠近轴承钢套的端面上开设有与安装孔一一对应的安装配合孔，所述轴承组设在第二台阶内，且轴承组的外圈端面与第二台阶的台阶面相抵。

4.根据权利要求3所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述法兰盘的孔眼内设有螺栓，所述螺栓能穿过安装孔并穿入安装配合孔内。

5.根据权利要求4所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述轴承座和轴承钢套之间设有调整垫，所述调整垫上开设有供螺栓穿过的通孔。

6.根据权利要求1所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述轴承组包括两个反装角接触轴承。

7.根据权利要求3所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述轴承座远离轴承钢套的一端设有环形的防撞胶套。

8.根据权利要求1所述的用于丝杠预拉伸的拉伸装置，其特征在于：所述预拉伸螺母设有锁紧件。