本帖最后由 鬼魅道長 于 2018-11-29 00:06 編輯
說在前面的話:http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod ... &extra=page%3D3
搞錯了,害怕伏櫪老師的圖例在37樓。
〖實例10〗絲杠固定的方式 絲杠傳動是實際應用中很常見的一種機構,但其支承應該怎么設計比較合理,是一個容易被新手忽視的問題。
1. 問題描述 做一個新設計,結構如圖10-1,請問絲杠如此支承和使用有沒有什么問題?
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2. 討論 甲說,從圖中可以分辨出,右端用了兩個角接觸軸承,以承擔轉動支承及軸向力,而左端看不出有任何支承措施,在詢問過提問者之后也證實右端為自由端;這種支承方式在實際使用中并非罕見,有結構簡單,成本低,便于安裝維修等優(yōu)點,但弊端也相當明顯。 一般情況下,絲杠傳動的支承方式無非如圖10-2四種:A、一端固定,一端自由;B、一端固定,一端軸向游動;C、兩端預拉;D、兩端固定?梢钥闯龃藱C構是第一種情況,其弊端為不可使用于高精度,高轉速環(huán)境,且絲杠長徑比不可太大,不然另一端會因為重力嚴重下垂,造成誤差。在圖中還可看出似乎是打算用絲杠作為導向,使絲母在長鍵槽里滑動。如果確是這樣,建議在旁邊增加輔助的光軸及軸套作為導向,絲杠的作用僅僅只是提供推力,會比現(xiàn)在的結構更合理。
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乙補充道,因為第一種支撐方式具有這種懸臂梁的效應,都是在絲杠垂直工作的情況下才會被使用,如圖10-3;不然高轉速的時候抖動會很大,影響精度及使用壽命。
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丙覺得上述甲已經講得很明白,說,圖10-1中的安裝方式承載能力小,剛度低,僅適用于低精度,低轉速的應用場合,有機會接觸連鑄機的話,可以留心一下,中間包車的微調裝置就是類似結構。 提問者回應說,此結構應用場合要求很低,做過有限元分析,證實能夠滿足要求;但仍有問題——若應用于高轉速高精度,應怎樣布置? 甲說,若是高轉速場合,應使用圖10-2 (C) 表示的兩端預拉的安裝方式,可減小重力作用下絲杠自身的下垂量;實驗證明,當預緊力大于絲杠最大軸向載荷的1/3時,可使絲杠拉壓剛度成倍增加。 丙說,軸承有好幾種安裝組合方式,所謂DB和DF,背對背和面對面;DB組合的優(yōu)點是軸承作用點的距離較大,這樣受力好,剛性就好,但缺點是要求比較高,對所有零件的幾何精度要求嚴格;DF就是比較容易組裝的,對幾何精度影響較小,缺點是剛性不如DB;目前市場上很多大軸承廠都有專門的絲杠專用軸承,都是配好的一套,買來直接裝就好了。 丁補充,說,若是如果使用成對的分離軸承,需要用千分表測量其內外圈的落差,并將數(shù)值接近的放在一起,需要注意的是,預緊力要控制好,不然很容易燒毀軸承。一般經驗為不要使絲杠溫升超過5℃。 乙說,對絲杠進行預拉伸,固然是為了提高絲杠的拉壓剛度,但另一個相當重要的原因為,補償絲杠在工作中因為溫升而造成的軸向伸長,使絲杠的軸向游隙接近為零,以確保絲母運動的重復精度(絲母運動的定位精度主要與絲杠本身的精度有關)。 3. 結論 要保證絲桿的精度,良好的支撐結構和預緊力的施加都是不可避免的。在橫向布置的時候,需要注意由自重帶來的彈性形變,在高速運轉時這種形變帶來的離心力也不可忽略。因此,若是高速高精度的場合,必須使用合理的方法來提高絲杠的拉壓剛度,減小變形。 此外,溫度的升高也要重視。本次討論中談到預拉伸量可做熱膨脹的補償,但從軸承的角度,預緊力要進行控制,以免由于摩擦力的增大,在高速時被燒壞。由此就必須注重潤滑的供給方式及材質的選擇。至于具體應使用脂潤滑還是油潤滑,則要根據實際的工況來決定。
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