首先我們了解典型的進(jìn)給軸傳動(dòng)鏈,如下圖1所示:
圖1
① —— 伺服電機(jī) ② ⑥ ——聯(lián)軸節(jié)壓蓋 ③ ⑤ —— Z1型脹環(huán) ④ —— 聯(lián)軸節(jié)軸套 ⑦ —— 近端軸承鎖緊螺母 ⑧ —— 近端軸承壓蓋 ⑨ —— 近端軸承座 ⑩ ——近端支撐軸承 (11)——滾珠絲杠 (12)——遠(yuǎn)端軸承座 (13)——遠(yuǎn)端支撐軸承 (14)——遠(yuǎn)端軸承鎖緊螺母
從上圖我們不難發(fā)現(xiàn),最終支撐滾珠絲杠的是⑧近端支撐軸承和⑨遠(yuǎn)端支撐軸承,仔細(xì)觀察這兩組軸承是具有“方向性”的,這兩組軸承通過相互的作用,將軸向力“頂住”,如圖中軸承受力延長線所示。
所謂的“頂住”,是絲杠軸承巧妙的運(yùn)用了“角接觸軸承(又稱向心推力軸承)”即可以承受徑向力,又可以承受軸向力的雙向受力特點(diǎn)。
當(dāng)軸承內(nèi)檔圈和外檔圈受到一組相反方向的作用力時(shí),軸承鋼珠承受著一對(duì)互為相反的作用力,從靜力學(xué)的角度上看,當(dāng)物體靜止時(shí),這一對(duì)作用力大小相等,方向相反。
作為我們機(jī)床絲杠傳動(dòng),來自工作臺(tái)的軸向力是作用在軸承的內(nèi)圈上,如果我們約束絲杠不竄動(dòng),只要在軸承外圈上作用一個(gè)方向相反、大小相等的力即可,這樣軸向受力是平衡的。又由于內(nèi)、外圈之間是滾動(dòng)摩擦,因而保證了絲杠靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于數(shù)控機(jī)床絲杠傳動(dòng),需要根據(jù)不同的情況控制軸承的游隙(鋼珠與內(nèi)外環(huán)之間的間隙),對(duì)于低速大扭矩的傳動(dòng),需要這一游隙是過盈的,即要使鋼珠在滾道內(nèi)受擠壓變形,從配合的角度講,間隙是負(fù)值。而對(duì)于高速小一點(diǎn)的負(fù)載,則需要游隙大一點(diǎn),預(yù)留出高速運(yùn)行后鋼珠和內(nèi)外圈的熱膨脹系數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的,我們往往采用“過定位”的方式,即在軸承的內(nèi)、外圈四個(gè)點(diǎn)均加上受力點(diǎn),如圖2所示
通過對(duì)上面內(nèi)容的討論,我們進(jìn)一步了解了滾珠絲杠軸承安裝形式,特別是不同組合形式下的絲杠受力情況,對(duì)于我們今后的日常維護(hù),特別是傳動(dòng)鏈的精度調(diào)整有所幫助,同時(shí)對(duì)絲杠軸承幅的備件訂貨有所幫助。