CN109973601A - 一种预紧力可调的滚珠丝杠副及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预紧力可调的滚珠丝杠副及其使用方法，它解决了现有技术中滚珠丝杠副预紧力无法调整或只能手动模糊调整的问题，具有能实现滚珠丝杠副预紧力精确调整的有益效果，其方案如下：一种预紧力可调的滚珠丝杠副，包括丝杠轴，丝杠轴的部分段设有滚珠；相对设置的螺母，螺母设于丝杠滚珠处，且螺母间隔设定距离设置；调节件，设于螺母之间，且调节件与至少一个螺母之间设有压力传感器，调节件环向设置预紧螺母；控制器，控制器与压力传感器、调节件分别单独连接。

Description

一种预紧力可调的滚珠丝杠副及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种预紧力可调的滚珠丝杠副及其使用方法。

背景技术

随着数控机床的高速化和高精度化，作为关键传动部件的滚珠丝杠副，其定位精度及重复定位精度直接决定数控加工工件的精度。在数控加工设备中，滚珠丝杠副应用越来越广泛，其预紧力不足易造成精度下降。在传统预紧方式中，可采用垫片式、弹簧式、齿差式或螺纹式进行预紧。这些方式是出厂后不能调整或手动模糊调整滚珠丝杠副的预紧力的大小，目前这些预紧方式在滚珠丝杠副中得到广泛应用，但发明人发现滚珠丝杠副长时运行过程，滚珠丝杠副螺纹滚道或滚珠会产生磨损，磨损量难以定量，不调整或手动模糊调整造成预紧力不合理，影响滚珠丝杠副传动效率，影响数控加工精度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种预紧力可调的滚珠丝杠副，实现高速精密滚珠丝杠副的预紧力适时自动调整或离线手动调整。

一种预紧力可调的滚珠丝杠副的具体方案如下：

一种预紧力可调的滚珠丝杠副，包括：

丝杠轴，丝杠轴的部分段设有滚珠；

相对设置的螺母，螺母设于丝杠滚珠处，且螺母间隔设定距离设置；

调节件，设于螺母之间，且调节件与至少一个螺母之间设有压力传感器，调节件环向设置预紧件，预紧件相对于调节件能够实现移动；

控制器，控制器与压力传感器、调节件分别单独连接。

上述的滚珠丝杠副，通过将调节件设于两螺母之间，通过压力传感器可检测预紧力大小，并通过压力传感器的数据检测，由控制器来控制调节件伸缩或张开，有效实现预紧力的自动调节，而且通过预紧件的设置，能够实现螺母之间预紧力的手动调节。

进一步地，所述调节件包括设于所述丝杠轴外侧的若干伸缩缸，伸缩缸的设置方向与所述丝杠轴的轴线方向一致，即伸缩缸抵接在两个螺母之间，从而调整螺母之间的预紧力。

进一步地，所述伸缩缸为伸缩气缸或液压缸。

进一步地，所述调节件还包括环向设于所述丝杠轴的筒套，所述伸缩缸安装于套筒内，套筒为环形套筒，且环形套筒内均匀设置多个通孔，用于安装伸缩缸，伸缩缸设于通孔内，伸缩缸的端部各自与一个螺母抵接。

进一步地，所述预紧件为能够相对于套筒转动的预紧螺母。

进一步地，所述筒套的部分与所述预紧件之间设有空间，该空间用于设置所述伸缩缸的管路，该空间设于套筒通孔的侧部。

进一步地，为了保证预紧力施加的均匀性，所述伸缩均匀布置于所述套筒内。

进一步地，为了方便预紧件的安装，而且能实现手动调整预紧力的大小，所述套筒外部设置螺纹，所述预紧件与套筒通过螺纹连接，这样可以根据情况，调整预紧螺母相对于套筒的位置，从而实现预紧力的手动调整。

进一步地，所述压力传感器与所述伸缩缸的伸缩杆贴合，同样，压力传感器与其中一个螺母接触或抵接，从而保证数据测量的准确性。

一种预紧力可调的滚珠丝杠副的使用方法，具体步骤如下：

压力传感器测得两螺母之间的预紧力大小，并将测得数据反馈给控制器；

若测得的数据小于控制器内设定值，控制器控制调节件张开；

若测得的数据大于控制器内设定值，控制器控制调节件收缩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过在螺母之间设置调节件，能通过控制器对调节件进行调节，进而实现两个螺母之间预紧力大小的调整，调节方便，而且更加精确。

2)本发明通过套筒的设置，不仅方便与预紧螺母的连接，而且方便与其中一螺母端部的连接。

3)本发明通过预紧螺母的设置，预紧螺母与套筒通过螺纹连接，可实现预紧螺母在套筒轴向旋合移动，进而可以实现预紧力的手动调整。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中滚珠丝杠副结构示意图；

图2为本发明实施例中调节件示意图。

图中，1、丝杠轴，2、螺母A，3、滚珠，4、压力传感器，5、预紧螺母，6、调节件，7、螺母B，8、第一油或气进口，9、第二油或气出口，10、空间，61、环形筒套，62、伸缩缸。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本实施例提出了一种预紧力可调的滚珠丝杠副。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，一种预紧力可调的滚珠丝杠副，包括丝杠轴1，丝杠轴1的部分段设有滚珠3；相对设置的螺母A2和螺母B7，两个螺母设于丝杠滚珠处，且螺母间隔设定距离设置；调节件6，设于两个螺母之间，且调节件6与螺母A2之间设有压力传感器，调节件6环向设置预紧螺母5，预紧螺母相对于调节件6能够实现转动；控制器，控制器与压力传感器4、调节件分别单独连接，控制器设于丝杠轴的外侧。

上述的滚珠丝杠副，通过将调节件6设于两螺母之间，并通过压力传感器的数据检测，由控制器来控制调节件伸缩或张开，有效实现预紧力的调节。

调节件包括设于所述丝杠轴1外侧的若干伸缩缸62，伸缩缸62的设置方向与丝杠轴1的轴线方向一致，即伸缩缸62抵接在两个螺母之间，从而调整螺母之间的预紧力，伸缩缸62为伸缩气缸或液压缸，当伸缩缸为液压缸时，环形套筒61的两侧设置第一油或气进口8，和第二油或气出口9，筒套的部分与预紧螺母之间设有空间10，该空间10用于设置所述伸缩缸62的管路，该空间10设于环形套筒61通孔的侧部。第一油或气进口8和第二油或气出口9可与气或油管密封联结，气或油管惯通于环形套筒61的外圆空间10与外界联结(避免干涉)。

调节件还包括环向设于丝杠轴1的筒套，伸缩缸62安装于套筒内，套筒为环形套筒61，且环形套筒61内均匀设置多个通孔，用于安装伸缩缸62，套筒与螺母A、螺母B不连接，套筒内圈直径大于丝杠轴1的外径，为了能使套筒套在丝杠轴1，伸缩缸62的缸体外圆面通过过盈配合均布于套筒内置通孔，伸缩缸62的伸缩杆端部与压力传感器无缝隙贴合，在一些实施例中，可通过粘合剂贴合，压力传感器与螺母A接触或抵接，实现压力传感器与螺母A无缝隙贴合，从而能够保证数据测量的准确性。

优选地，为了保证预紧力施加的均匀性，伸缩缸62均匀布置于所述套筒内。

为了方便预紧螺母的安装，套筒外部设置外螺纹，预紧螺母5内圈设置内螺纹，这样预紧螺母5与套筒通过螺纹连接，通过旋钮预紧螺母5，使得预紧螺母5靠近螺母A的一端距离套筒靠近螺母B端部的位移发生变化(螺母A与螺母B之间的间距是固定的)，进而改变螺母A和螺母B之间的张力，达到手动调整预紧力的效果。

一种预紧力可调的滚珠丝杠副的使用方法，具体步骤如下：

压力传感器4测得螺母A与螺母B之间的预紧力大小，并将测得数据反馈给控制器；

若测得的数据小于控制器内设定值，控制器控制调节件6伸缩缸张开；

若测得的数据大于控制器内设定值，控制器控制调节件6的伸缩缸收缩。

滚珠丝杠出厂或离线维修时，可通过预紧螺母5在环形筒套61轴向旋合移动，实现预紧力的手动调整；该双螺母滚珠丝杠副预紧力手动、自动配合调整，达到手自一体的调整效果，实现精密滚珠丝杠副长时运行的精度保持性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，包括：

丝杠轴，丝杠轴的部分段设有滚珠；

相对设置的螺母，螺母设于丝杠滚珠处，且螺母间隔设定距离设置；

调节件，设于螺母之间，且调节件与至少一个螺母之间设有压力传感器，调节件环向设置预紧件，预紧件相对于调节件能够实现移动；

控制器，控制器与压力传感器、调节件分别单独连接。

2.根据权利要求1所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述调节件包括设于所述丝杠轴外侧的若干伸缩缸，伸缩缸的设置方向与所述丝杠轴的轴线方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述伸缩缸为伸缩气缸或液压缸。

4.根据权利要求2所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述调节件还包括环向设于所述丝杠轴的筒套，所述伸缩缸安装于套筒内。

5.根据权利要求1所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述预紧件为能够相对于套筒转动的预紧螺母。

6.根据权利要求4所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述伸缩缸均匀布置于所述套筒内。

7.根据权利要求4所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述套筒外部设置螺纹，所述预紧件与套筒通过螺纹连接。

8.根据权利要求4所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述筒套的部分与所述预紧件之间设有空间，该空间用于设置所述伸缩缸的管路。

9.根据权利要求2所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副，其特征在于，所述压力传感器与所述伸缩缸的伸缩杆贴合。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种预紧力可调的滚珠丝杠副的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

压力传感器测得两螺母之间的预紧力大小，并将测得数据反馈给控制器；

若测得的数据小于控制器内设定值，控制器控制调节件张开；

若测得的数据大于控制器内设定值，控制器控制调节件收缩。