專利名稱：液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床的精度直接決定著被加工產(chǎn)品的精度，而滾珠絲杠作為數(shù)控機(jī)床的傳動和定位裝置，其定位精度和重復(fù)定位精度是最終影響數(shù)控機(jī)床加工產(chǎn)品精度高低的關(guān)鍵因素之一。在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)中，滾珠絲杠通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)電機(jī)聯(lián)接，將電機(jī)的扭矩和旋轉(zhuǎn)運動變換為數(shù)控機(jī)床工作臺或刀架的作用力和直線運動。因為滾珠絲杠是細(xì)長桿件，是傳動系統(tǒng)中傳動剛度最薄弱的環(huán)節(jié)，在安裝時常采用預(yù)緊方式來提高其剛度。但是，高速旋轉(zhuǎn)的滾珠絲杠會產(chǎn)生溫升，且環(huán)境溫度也會產(chǎn)生變化，因此，細(xì)長桿式的滾珠絲杠在溫度變化后產(chǎn)生的軸向伸縮量很大。熱伸長時其剛度降低，而冷收縮時則使原有的預(yù)緊力增大，二者均導(dǎo)致整個傳動系統(tǒng)的傳動剛度、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及定位精度等關(guān)鍵性能指標(biāo)下降，且在外力作用下極易產(chǎn)生變形、振動和噪聲，使得滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的速度和加速度難以提高，影響數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工效率。因此，保持滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度恒定，可以改善滾珠絲杠副的加(減)速度特性，減小起動和停止瞬間彈性變形，提高對運動指令的快速跟蹤能力，減小死區(qū)誤差和響應(yīng)時間，適應(yīng)加工過程中的載荷突變，對于提高數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工效率，使其向高速化、高精化和高效化方向發(fā)展具有重要意義。目前，提高滾珠絲杠副剛度的方法主要有兩種，一種是絲杠與螺母間的預(yù)緊，主要通過以下方式:單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊、單螺母加大鋼球直徑預(yù)緊、雙螺母墊片預(yù)緊、雙螺母差齒預(yù)緊、雙螺母螺紋預(yù)緊等；另一種是選擇不同的支承方式得到不同的傳動剛度，主要有固定一自由方式、固定一支承方式和固定一固定方式，其中選擇固定一固定方式通過預(yù)拉緊來提高滾珠絲杠副傳動剛度是最常用的方法。上述兩種方法都是根據(jù)經(jīng)驗預(yù)先進(jìn)行拉緊，因而滾珠絲杠在工作中受熱影響、受溫度影響而產(chǎn)生的剛度變化則無法調(diào)整，亦即無法保持滾珠絲杠剛度的恒定。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種可保持滾珠絲杠傳動剛度不變，提高滾珠絲杠傳動精度的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置。本實用新型的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，其特點是，在數(shù)控機(jī)床床身上的滾珠絲杠軸承的外圈與軸承座止口之間安裝圓柱型液壓墊圈，圓柱型液壓墊圈的外圓柱與軸承座的孔配合接觸，圓柱型液壓墊圈的內(nèi)孔套在軸承座孔止口處的凸起外圓柱上，圓柱型液壓墊圈中開有環(huán)形空腔，軸承座的孔壁開有環(huán)形油槽，圓柱型液壓墊圈的外圓柱上均勻布置四個與環(huán)形油槽相通的徑向油孔，把從外部接入的壓力油經(jīng)軸承座孔壁的環(huán)形油槽和圓柱型液壓墊圈外圓柱上的徑向油孔引入圓柱型液壓墊圈中的環(huán)形空腔，使圓柱型液壓墊圈產(chǎn)生軸向應(yīng)變，力傳感器安裝在圓柱型液壓墊圈端面與滾珠絲杠軸承的外圈端面之間。[0006]本實用新型的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，利用液壓系統(tǒng)通過四個油孔向圓柱型液壓墊圈中的環(huán)形空腔內(nèi)注入所需壓力級別的液壓油，圓柱型液壓墊圈的端面根據(jù)油壓的大小發(fā)生應(yīng)變并輸出相應(yīng)的位移，其端面輸出的位移量對應(yīng)著預(yù)緊力的變化量。當(dāng)數(shù)控機(jī)床在高速運轉(zhuǎn)時，摩擦生熱使絲杠伸長以及滾珠絲杠的中絲杠螺母間隙產(chǎn)生變動時，傳感器將檢測到預(yù)緊力的變化，把力變化信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并反饋給控制系統(tǒng)，計算出所需液壓油的壓力，液壓系統(tǒng)向圓柱型液壓墊圈的環(huán)形空腔內(nèi)注入相應(yīng)壓力的液壓油，在油壓的漲力作用下，圓柱型液壓墊圈只能產(chǎn)生軸向的彈性變形，即兩端輸出相應(yīng)的彈性變形位移，把絲杠的預(yù)緊力調(diào)整到初始值，維持絲杠的預(yù)緊力不變，從而保證滾珠絲杠副的傳動剛度恒定。本實用新型的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中滾珠絲杠副剛度調(diào)節(jié)只能通過預(yù)先拉緊實現(xiàn)和工作中溫度或負(fù)載變化導(dǎo)致預(yù)緊力減小使?jié)L珠絲杠副剛度發(fā)生變化的缺點，可以保持滾珠絲杠副的傳動剛度在整個工作過程中維持初始值，保持恒定，提高了滾珠絲杠副的傳動精度和動態(tài)性能。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中部件示意圖。
具體實施方式
一種液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，其特點是，在數(shù)控機(jī)床床身9上的滾珠絲杠軸承6外圈與軸承座5止口之間安裝圓柱型液壓墊圈2,圓柱型液壓墊圈2的內(nèi)孔12套在軸承座孔止口處的凸起外圓柱上，力傳感器4安裝在圓柱型液壓墊圈2的端面與滾珠絲杠軸承6外圈端面之間，圓柱型液壓墊圈2中開有軸向內(nèi)孔12和環(huán)形空腔11，環(huán)形空腔11的左右端面均呈三角形凸起，圓柱型液壓墊圈2的外圓柱上均勻布置四個徑向油孔10，軸承座5的孔壁內(nèi)開有環(huán)形油槽3，圓柱型液壓墊圈2的徑向油孔10與軸承座5上的環(huán)形油槽3連通，滾珠絲杠8上還設(shè)有回轉(zhuǎn)密封圈I和鎖緊螺母7。
權(quán)利要求1.一種液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:在數(shù)控機(jī)床床身(9)上的滾珠絲杠軸承(6 )外圈與軸承座(5 )止口之間安裝圓柱型液壓墊圈(2 ),圓柱型液壓墊圈(2)的內(nèi)孔(12)套在軸承座孔止口處的凸起外圓柱上，力傳感器(4)安裝在圓柱型液壓墊圈(2)的端面與滾珠絲杠軸承(6)夕卜圈端面之間，圓柱型液壓墊圈(2)中開有軸向內(nèi)孔(12)和環(huán)形空腔(11)，圓柱型液壓墊圈(2)的外圓柱上均勻布置四個徑向油孔(10)，軸承座(5)的孔壁內(nèi)開有環(huán)形油槽(3)，圓柱型液壓墊圈(2)的徑向油孔(10)與軸承座(5)上的環(huán)形油槽(3)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:環(huán)形空腔(11)的左右端面均呈三角形凸起。
專利摘要一種液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調(diào)節(jié)裝置，在數(shù)控機(jī)床床身上的滾珠絲杠軸承的外圈與軸承座止口之間安裝圓柱型液壓墊圈，圓柱型液壓墊圈的內(nèi)孔套在軸承座孔止口處的凸起外圓柱上，圓柱型液壓墊圈中開有環(huán)形空腔，軸承座的孔壁開有環(huán)形油槽，圓柱型液壓墊圈的外圓柱上均勻布置四個與環(huán)形油槽相通的徑向油孔，力傳感器安裝在圓柱型液壓墊圈端面與滾珠絲杠軸承的外圈端面之間。本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中滾珠絲杠副剛度調(diào)節(jié)只能通過預(yù)先拉緊實現(xiàn)和工作中溫度或負(fù)載變化導(dǎo)致預(yù)緊力減小使?jié)L珠絲杠副剛度發(fā)生變化的缺點，可以保持滾珠絲杠副的傳動剛度在整個工作過程中維持初始值，保持恒定，提高了滾珠絲杠副的傳動精度和動態(tài)性能。
文檔編號B23Q11/00GK202964258SQ20122046084
公開日2013年6月5日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者劉樂平 申請人:華東交通大學(xué)