專利名稱：液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調節裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調節裝置。
背景技術：
數控機床的精度直接決定著被加工產品的精度，而滾珠絲杠作為數控機床的傳動和定位裝置，其定位精度和重復定位精度是最終影響數控機床加工產品精度高低的關鍵因素之一。在數控機床結構中，滾珠絲杠通過聯軸器與旋轉電機聯接，將電機的扭矩和旋轉運動變換為數控機床工作臺或刀架的作用力和直線運動。因為滾珠絲杠是細長桿件，是傳動系統中傳動剛度最薄弱的環節，在安裝時常采用預緊方式來提高其剛度。但是，高速旋轉的滾珠絲杠會產生溫升，且環境溫度也會產生變化，因此，細長桿式的滾珠絲杠在溫度變化后產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緊力增大，二者均導致整個傳動系統的傳動剛度、系統穩定性以及定位精度等關鍵性能指標下降，且在外力作用下極易產生變形、振動和噪聲，使得滾珠絲杠進給系統的速度和加速度難以提高，影響數控機床的加工精度和加工效率。因此，保持滾珠絲杠進給系統的剛度恒定，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，減小死區誤差和響應時間，適應加工過程中的載荷突變，對于提高數控機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緊，主要通過以下方式:單螺母變位導程預緊、單螺母加大鋼球直徑預緊、雙螺母墊片預緊、雙螺母差齒預緊、雙螺母螺紋預緊等；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經驗預先進行拉緊，因而滾珠絲杠在工作中受熱影響、受溫度影響而產生的剛度變化則無法調整，亦即無法保持滾珠絲杠剛度的恒定。
發明內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節裝置。本實用新型的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調節裝置，其特點是，在數控機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形空腔，軸承座的孔壁開有環形油槽，圓柱型液壓墊圈的外圓柱上均勻布置四個與環形油槽相通的徑向油孔，把從外部接入的壓力油經軸承座孔壁的環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形空腔，使圓柱型液壓墊圈產生軸向應變，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節裝置，利用液壓系統通過四個油孔向圓柱型液壓墊圈中的環形空腔內注入所需壓力級別的液壓油，圓柱型液壓墊圈的端面根據油壓的大小發生應變并輸出相應的位移，其端面輸出的位移量對應著預緊力的變化量。當數控機床在高速運轉時，摩擦生熱使絲杠伸長以及滾珠絲杠的中絲杠螺母間隙產生變動時，傳感器將檢測到預緊力的變化，把力變化信號轉變為電信號，并反饋給控制系統，計算出所需液壓油的壓力，液壓系統向圓柱型液壓墊圈的環形空腔內注入相應壓力的液壓油，在油壓的漲力作用下，圓柱型液壓墊圈只能產生軸向的彈性變形，即兩端輸出相應的彈性變形位移，把絲杠的預緊力調整到初始值，維持絲杠的預緊力不變，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節裝置，克服了現有技術中滾珠絲杠副剛度調節只能通過預先拉緊實現和工作中溫度或負載變化導致預緊力減小使滾珠絲杠副剛度發生變化的缺點，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性能。
圖1為本實用新型的結構示意圖；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節裝置，其特點是，在數控機床床身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中開有軸向內孔12和環形空腔11，環形空腔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的孔壁內開有環形油槽3，圓柱型液壓墊圈2的徑向油孔10與軸承座5上的環形油槽3連通，滾珠絲杠8上還設有回轉密封圈I和鎖緊螺母7。
權利要求1.一種液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調節裝置，其特征在于:在數控機床床身(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)中開有軸向內孔(12)和環形空腔(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)的孔壁內開有環形油槽(3)，圓柱型液壓墊圈(2)的徑向油孔(10)與軸承座(5)上的環形油槽(3)連通。
2.根據權利要求1所述的液壓墊圈式滾珠絲杠剛度恒定調節裝置，其特征在于:環形空腔(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節裝置，在數控機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形空腔，軸承座的孔壁開有環形油槽，圓柱型液壓墊圈的外圓柱上均勻布置四個與環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有技術中滾珠絲杠副剛度調節只能通過預先拉緊實現和工作中溫度或負載變化導致預緊力減小使滾珠絲杠副剛度發生變化的缺點，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 優先權日2012年9月12日
發明者劉樂平 申請人:華東交通大學