CN202851851U - 一种传动长丝杠的辅助支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种传动长丝杠的辅助支撑装置,其包括滚轮（1）、滚轮支架（2）、导杆气缸（6）和支架（7），导杆气缸（6）包括固定托板（3）、导向杆（4）和活塞杆（5），滚轮（1）安装在滚轮支架（2）上，滚轮支架（2）固连在固定托板（3）上，导杆气缸的导向杆（4）、活塞杆（5）与固定托板（3）固连成一体，导杆气缸（6）安装在支架（7）上，支架（7）固定安装在机床床身（8）上。本实用新型具有如下优点：动作灵活可靠、结构简单、制造安装方便；采用压缩空气作为动力源清洁环保，容易获取、成本低；滚轮采用的是具有一定强度和韧性的非金属材料，可以防止对滚珠丝杠造成损伤；利用机床的控制系统对位置信息记忆并进行判断的方法进行控制的，使硬件结构得到了简化，控制的可靠性进一步提高。

Description

一种传动长丝杠的辅助支撑装置

技术领域            

本发明涉及机械制造领域中机床上传动机构的辅助装置，具体的说是一种长丝杠传动用的辅助支撑装置。

背景技术

在机床制造领域，丝杠作为传动部件被广泛使用，尤其是滚珠丝杠，由于其传动效率和传动精度都远高于普通的梯形丝杠，更是被数控机床所普遍应用。由于丝杠的细长结构特点，丝杠越长其刚性就越差，在自重和旋转惯性力的作用下，其弯曲变形就越大，甚至产生振动，这样会严重影响机床的坐标精度及综合加工精度，致使其很难在坐标行程较长的场合应用。目前，长行程传动通常采用齿轮齿条传动，我们知道：齿轮齿条传动与滚珠丝杠相比，其精度要差很多，齿轮齿条传动的精度要比滚珠丝杠低至少一个数量级。要想将滚珠丝杠应用到大行程的机床上以提高其精度，通常采用加大丝杠直径的方法提高其刚性，这样不但会造成机床的结构尺寸的加大，而且还会使丝杠的加工制造成本成倍的增加，该方法的性价比很差。

申请号为200720195257.0（授权公告号为CN201103665Y）的专利，公开的“一种长距离滚珠丝杠辅助支撑装置”，解决了长丝杠传动的弯曲变形问题。但该专利采用的是液压缸驱动的杠杆机构原理，其避让丝杠螺母及螺母座和回升支撑丝杠的动作控制，利用了长撞块、短撞块、行程开关以及压块、小轮等机构，该装置的结构很复杂；同时由于其采用了液压装置，势必会对环境造成污染，而且还要配备专门的液压泵站，成本较高。

申请号为201020280379.3（授权公告号为CN201636284U）的专利，公开的“长丝杠支撑装置”，也解决了长丝杠传动的弯曲变形问题。但该专利采用弹簧力作为丝杠弯曲变形的消除力，采用斜面压板撞压滚轮（轴承）迫使弹簧压缩（支撑装置下降）的方式实现传动过程中避让丝杠螺母及螺母座的功能的，当螺母及螺母座远离支撑装置斜面压板脱离滚轮（轴承）后，在复位弹簧的作用下支撑装置上升支撑到丝杠上。由于斜面压板撞压滚轮（轴承）迫使弹簧压缩的这种方式，支撑装置会受到较大的侧向力，导向杠处摩擦阻力较大，会导致导向杠会严重磨损，甚至卡死，致使在使用过程中避让功能失效，经常出现支撑装置被撞严重损坏甚至导致丝杠损伤的想象。

发明内容

本发明的目的是通过一种动作灵活可靠、结构简单、制造安装方便、环保的长丝杠传动用的辅助支撑装置，解决长丝杠传动由于受自重和旋转惯性力的作用弯曲变形，甚至产生振动的问题，从而减小由于丝杠变形和振动对机床精度的影响。

本发明实现上述目的的方案是：一种传动长丝杠的辅助支撑装置,其特征在于，其包括滚轮、滚轮支架、导杆气缸和支架，导杆气缸包括固定托板、导向杆和活塞杆，滚轮安装在滚轮支架上，滚轮支架固连在固定托板上，导杆气缸的导向杆、活塞杆与固定托板固连成一体，导杆气缸安装在支架上，支架固定安装在机床床身上。

上述的一种长丝杠传动用的辅助支撑装置,滚轮采用的是具有一定强度和韧性的非金属材料（如：聚四氟乙烯、尼龙等），以防止对滚珠丝杠造成损伤。

上述的一种长丝杠传动用的辅助支撑装置,采用导杆气缸作为驱动装置，动作灵活可靠，并且可承受较大的偏载力和侧向力，采用压缩空气作为动力源清洁环保，而且压缩空气是现在厂房建设必须配备的条件之一，可以说是厂房内现成的动力源，容易获取、成本低。

当丝母、丝母座移动到该辅助支撑装置附近的某一位置时，机床的控制系统发出指令，使导杆气缸的上腔通入压缩空气，活塞杆迅速向下回缩，带动导向杆、固定托板、滚轮支架及滚轮一起快速向下移动，以避让丝母、丝母座，防止发生碰撞；当丝母、丝母座移动到远离该辅助支撑装置某一位置时，则机床的控制系统发出指令，使导杆气缸的下腔通入压缩空气，活塞杆缓慢向上伸出，带动导向杆、固定托板、滚轮支架及滚轮一起慢速上移并与滚珠丝杠相接触（为防止滚轮与滚珠丝杠相接触时产生冲击，对机床加工精度造成影响，对活塞杆的伸出动作采取了调速控制，使其速度不能过快，只能慢速伸出），直到活塞杆完全伸出并将滚珠丝杠的下挠变形基本上完全消除，此时丝杠处于平直状态。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明提供的一种长丝杠传动用的辅助支撑装置，动作灵活可靠、结构简单、制造安装方便。

2.本发明提供的一种长丝杠传动用的辅助支撑装置，采用压缩空气作为动力源清洁环保，而且压缩空气是现在厂房建设必须配备的条件之一，可以说是厂房内现成的动力源，容易获取、成本低。

3.本发明提供的一种长丝杠传动用的辅助支撑装置，滚轮采用的是具有一定强度和韧性的非金属材料（如：聚四氟乙烯、尼龙等），可以防止对滚珠丝杠造成损伤。

4.本发明提供的一种长丝杠传动用的辅助支撑装置，其控制方式与申请号为200720195257.0（授权公告号为CN201103665Y）和申请号为201020280379.3（授权公告号为CN201636284U）的专利不同，没有采用行程开关+撞块或斜面压板+滚轮（轴承）的控制方式，而是利用机床的控制系统对位置信息记忆并进行判断的方法进行控制的。使硬件结构得到了简化，控制的可靠性进一步提高。

附图说明

图1 是本发明的结构示意图

图中：1.滚轮，2.滚轮支架，3.固定托板，4.导向杆，5.活塞杆，6.导杆气缸（固定托板3、导向杆4、活塞杆5均是导杆气缸6的组成部分），7.支架，8.床身，9.滚珠丝杠，10.丝母，11.丝母座，12.溜板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示：一种长丝杠传动用的辅助支撑装置,由滚轮1、滚轮支架2、导杆气缸6（固定托板3、导向杆4、活塞杆5均是导杆气缸6的组成部分）、支架7等部分组成。滚轮1安装在滚轮支架2上，滚轮支架2固连在固定托板3上，导杆气缸6的导向杆4、活塞杆5与固定托板3固连成一体，导杆气缸6安装在支架7上，支架7固定安装在床身8上，或导杆气缸6直接安装到床身8上；丝母10安装在丝母座11上，丝母座11与机床的溜板12相固连。

滚珠丝杠9旋转驱动丝母10、丝母座11、溜板12一起移动，当丝母10、丝母座11移动到该辅助支撑装置附近的一设定位置时，机床的控制系统发出指令，使导杆气缸6的上腔通入压缩空气，活塞杆5迅速向下回缩，带动导向杆4、固定托板3、滚轮支架2及滚轮1一起快速向下移动，以避让丝母10、丝母座11，防止发生碰撞；当丝母10、丝母座11移动到远离该辅助支撑装置一设定位置时，则机床的控制系统发出指令，使导杆气缸6的下腔通入压缩空气，活塞杆5缓慢向上伸出，带动导向杆4、固定托板3、滚轮支架2及滚轮1一起慢速上移与滚珠丝杠9相接触，直到活塞杆5完全伸出并将滚珠丝杠9的下挠变形基本上完全消除，此时滚珠丝杠9处于平直状态。该辅助支撑装置使滚珠丝杠9在向左、右、下三个方向的位移得到了有效的控制，从而有效的减小了由于滚珠丝杠自重和旋转时的惯性作用引起的滚珠丝杠弯曲变形和振动对机床精度的影响。

如果溜板12上还有其他的与该辅助支撑装置可能发生碰撞的部位，也可采用上述方法进行避让控制，以确保系统的安全。

上述实施例提供的是滚珠丝杠旋转而丝母固定的情况，对于滚珠丝杠固定不动而丝母旋转的情况，本发明仍然适用。

Claims (1)

1.一种传动长丝杠的辅助支撑装置,其特征在于，其包括滚轮（1）、滚轮支架（2）、导杆气缸（6）和支架（7），导杆气缸（6）包括固定托板（3）、导向杆（4）和活塞杆（5），滚轮（1）安装在滚轮支架（2）上，滚轮支架（2）固连在固定托板（3）上，导杆气缸的导向杆（4）、活塞杆（5）与固定托板（3）固连成一体，导杆气缸（6）安装在支架（7）上，支架（7）固定安装在机床床身（8）上。

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