雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置的制作方法

本實用新型屬于滾珠絲杠副測量領域，特別是一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置及方法。

背景技術：

滾珠絲杠副是數控機床進給系統的重要組成部件，由于在精度和效率方面具有其他傳動機構無法比擬的優良性能，使得滾珠絲杠副成為目前螺旋傳動機構中精度最高的機構。

在實際使用過程中，由于制造和安裝的誤差，滾珠絲杠副總是存在間隙的。同時，滾珠絲杠副在軸向工作載荷作用下，滾珠與螺紋滾道相接觸部位產生彈性變形。如果滾珠絲杠副中有軸向間隙或在軸向載荷作用下滾珠與滾道接觸面處有彈性變形，則當絲杠反轉運動時，將產生空回誤差，從而影響傳動精度，降低滾珠絲杠副的剛度。為了解決上述問題，需要對滾珠絲杠施加合適的預緊力。但是過大的預緊力會導致摩擦力變大，進而造成過大的溫升和磨損，從而使噪聲和振動加劇，最終影響滾珠絲杠副的精度和壽命。如果預緊力過小，則不能完全消除間隙，精度無法保證。

現有的普遍使用的獲得準確預緊力的方法是通過在雙螺母之間加應變片或壓力傳感器。這種方法只能通過調整應變片或傳感器的個數或尺寸來調節預緊力，每次調節需要重新裝配，費時費力。因此，現有技術中尚無一種簡單方便并能獲得準確預緊力的方法。

技術實現要素：

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置及方法。

實現本實用新型解決技術問題的技術解決方案為：一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，包括圓螺母、碟簧、墊片、拉壓力傳感器、套筒、主螺母、鍵、副螺母，所述圓螺母的數量為兩個，該兩個圓螺母結構完全相同，主螺母與副螺母通過鍵相連，主螺母上套有套筒，鍵卡在套筒內壁的鍵槽里，避免其軸向滑動，副螺母上套有圓螺母、碟簧、墊片，其中兩個圓螺母位于碟簧的一端，墊片位于碟簧的另一端，拉壓力傳感器位于墊片和套筒之間，拉壓力傳感器的一端與墊片相接觸，拉壓力傳感器的另一端與套筒上的螺紋孔螺紋連接。

一種基于上述滾珠絲杠副預緊力調節方法，包括以下步驟：

步驟1、將主螺母和副螺母旋入待測絲杠上；

步驟2、通過旋轉副螺母，使得鍵的兩端恰好放進主螺母和副螺母的鍵槽里，確保了主螺母和副螺母受軸向力時不會旋轉；

步驟3、將套筒套到主螺母和副螺母上，并且套筒的一端與主螺母的法蘭相接觸；

步驟4、在套筒的另一端等距離地放置3個拉壓力傳感器，在拉壓力傳感器的另一端放入墊片；

步驟5、在墊片的另一端套入碟簧；

步驟6、在碟簧的另一端旋入兩個圓螺母，完成裝配；

步驟7、通過旋轉兩個圓螺母，擠壓碟簧,并通過墊片擠壓拉壓力傳感器，進而擠壓套筒，從而擠壓主螺母的法蘭，然后增大主螺母和副螺母間的距離，在主螺母和副螺母之間產生預緊力，并且可由拉壓力傳感器測出預緊力的值。

本實用新型與現有技術相比，其顯著優點為：1)本實用新型的雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置結構簡單，制造成本低，并且安裝調節便捷，一次裝配完成后，通過旋轉圓螺母即可獲得不同的預緊力，操作簡單；2)本實用新型的雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，通過對兩個圓螺母施加旋轉力壓縮組合碟簧的方式，利用組合碟簧的作用力與反作用力的特性，達到對絲杠螺母預緊的目的，通過碟簧自身的變形，增大圓螺母的旋轉行程，使預緊力調節更精確；3)本實用新型的雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置中，當雙螺母滾珠絲杠副受到由副螺母指向主螺母的軸向力時，主螺母內滾珠的壓縮變形量進一步增大，副螺母內滾珠的壓縮變形量減小，在軸向力達到預緊力的2.83倍時[DIN ISO 3408-5]，副螺母內滾珠的壓縮變形量全部恢復，從而處于不受力的狀態，雙螺母滾珠絲杠副的動態特性急劇下降。而對于雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，在施加預緊力后，碟簧會產生遠大于滾珠與絲杠螺母滾道間的壓縮變形量。由于碟簧的存在，主螺母和副螺母之間的預緊力會始終存在，從而極大的提高軸向載荷下雙螺母滾珠絲杠副的動態特性。因此，本實用新型特別適用于注塑機等只承受單向軸向載荷的場合，在承受較大載荷下能夠保證預緊力不喪失。

附圖說明

圖1是本實用新型的雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置結構示意圖。

具體實施方式

結合圖1，本實用新型的一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，包括圓螺母1、碟簧2、墊片3、拉壓力傳感器4、套筒5、主螺母6、鍵7、副螺母8，所述圓螺母1的數量為兩個，該兩個圓螺母結構完全相同，主螺母6與副螺母8通過鍵7相連，主螺母6上套有套筒5，鍵7卡在套筒5內壁的鍵槽里，避免其軸向滑動，副螺母8上套有圓螺母1、碟簧2、墊片3，其中兩個圓螺母位于碟簧2的一端，墊片3位于碟簧2的另一端，拉壓力傳感器4位于墊片3和套筒5之間，拉壓力傳感器4的一端與墊片3相接觸，拉壓力傳感器4的另一端與套筒5上的螺紋孔螺紋連接。

所述拉壓力傳感器4的數量為3個，該3個拉壓力傳感器120°均布在墊片3和套筒5之間。

所述碟簧2的數量為2個，該2個碟簧對合組合。

所述副螺母8的一端外壁開有一個鍵槽，該鍵槽的長度為鍵7長度的二分之一，副螺母8的另一端外壁設置外螺紋。

所述主螺母6的一端帶法蘭，另一端外壁開有一個鍵槽，該鍵槽的長度相當于鍵7長度的二分之一。

所述套筒5的長度相當于主螺母與副螺母上的鍵槽之和，套筒5的一端以120度均布三個螺紋孔，另一端與主螺母的法蘭相接觸。

一種基于上述的滾珠絲杠副預緊力方法，包括以下步驟：

步驟1、將主螺母6和副螺母8旋入待測絲杠上；

步驟2、通過旋轉副螺母8，使得鍵7的兩端恰好放進主螺母6和副螺母6的鍵槽里，確保了主螺母6和副螺母8受軸向力時不會相對轉動；

步驟3、將套筒5套到主螺母6和副螺母8上，并且套筒5的一端與主螺母6的法蘭相接觸；

步驟4、在套筒5的另一端的螺紋孔旋入3個拉壓力傳感器4，在拉壓力傳感器4的另一端放入墊片3；

步驟5、在墊片3的另一端套入碟簧2；

步驟6、在碟簧的另一端旋入兩個圓螺母1，完成裝配；

步驟7、通過旋轉兩個圓螺母1，擠壓碟簧2,并通過墊片3擠壓拉壓力傳感器4，進而擠壓套筒5，從而擠壓主螺母6的法蘭，然后增大主螺母6和副螺母8間的距離，在主螺母6和副螺母8之間產生預緊力，并且可由拉壓力傳感器4測出預緊力的值。

本實用新型的雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置結構簡單，制造成本低，并且安裝調節便捷，一次裝配完成后，通過旋轉圓螺母即可獲得不同的預緊力，操作簡單。

下面結合實施例對本實用新型做進一步詳細的描述。

實施例1

本實用新型的裝置包括兩個圓螺母1、碟簧2、墊片3、拉壓力傳感器4、套筒5、主螺母6、鍵7、副螺母8，所述碟簧2安裝在兩個圓螺母1和墊片3之間，所述拉壓力傳感器4安裝在墊片3和套筒5之間，通過旋轉兩個圓螺母1，擠壓碟簧2,并通過墊片3擠壓拉壓力傳感器4，進而擠壓套筒5，從而擠壓主螺母6的法蘭，然后增大主螺母6和副螺母8間的距離，在主螺母6和副螺母8之間產生預緊力，并且可由拉壓力傳感器4測出預緊力的值。通過旋轉兩個圓螺母壓縮組合碟簧的方式，利用組合碟簧的作用力與反作用力的特性，達到對絲杠螺母預緊的目的，通過碟簧自身的變形，增大圓螺母的旋轉行程，使預緊力調節更精確；

圖1中所述拉壓力傳感器3(FUTEK MODEL LCM300)的數量為3個，且單個力傳感器的量程為4KN，該3個拉壓力傳感器的一端通過螺紋旋入套筒4的三個螺紋孔中，另一端接觸墊片2，墊片2的另一端與碟簧5相接觸。

圖1中所述碟簧5的數量為2個，該2個碟簧對合組合，組合剛性為98N/um，另一端與兩個圓螺母1相接觸，通過碟簧自身的變形，增大圓螺母的旋轉行程，使預緊力調節更精確。

圖1中所述主螺母6和副螺母8之間通過鍵7連接，可以保證絲杠螺母受軸向力時不會發生旋轉。

所述滾珠絲杠副預緊力調節方法過程為：將主螺母8和副螺母6旋入待測絲杠上；通過旋轉副螺母8，使得鍵7的兩端恰好放進主螺母8和從動螺母6的鍵槽里，確保了主螺母8和副螺母6在受軸向力時不會旋轉；將套筒4套到主螺母8和副螺母6上，并且套筒4的一端與主螺母8的法蘭相接觸；在套筒4的另一端等距離地放置3個拉壓力傳感器3，在拉壓力傳感器3的另一端放入墊片2；在墊片2的另一端套入碟簧5；在碟簧的另一端旋入兩個圓螺母1，完成裝配；通過旋轉兩個圓螺母，擠壓碟簧,并通過墊片擠壓拉壓力傳感器，進而擠壓套筒，從而擠壓主螺母的法蘭，然后增大主螺母和副螺母間的距離，通過拉壓力傳感器監測預緊力的值，將預緊力調節為4KN。在4KN預緊力下，普通雙螺母墊片式滾珠絲杠副最大軸向載荷為4×2.83＝11.32KN，查閱DIN ISO 3408-4得：滾珠與滾道之間的變形量約為9.05um；對于雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，4KN的預緊力下，碟簧會產生的壓縮變形量為4000/98＝40.82um,碟簧彈性變形量完全恢復時(即主螺母滾珠與滾道的彈性變形量為40.82um,拉壓傳感器、墊片和套筒可視為剛性)對應的軸向載荷為61.02KN，遠大于11.32KN。因此，由于碟簧的存在，使得雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置單方向的最大軸向載荷大幅度提高。

實施例2

結合圖1，本實用新型公開了一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，包括兩個圓螺母1、碟簧2、墊片3、拉壓力傳感器4、套筒5、主螺母6、鍵7、副螺母8。所述碟簧2安裝在兩個圓螺母1和墊片3之間，所述拉壓力傳感器4安裝在墊片3和套筒5之間，通過旋轉兩個圓螺母1擠壓碟簧2，產生的力依次作用在墊片3、拉壓力傳感器4、套筒5和主螺母6的法蘭上，從而增大主螺母6和副螺母8之間的距離，在主螺母6和副螺母8之間產生預緊力，并且可由拉壓力傳感器4測出預緊力的值。

所述拉壓力傳感器4的數量為3個，該3個拉壓力傳感器的一端通過螺紋旋入套筒5的三個螺紋孔中，另一端接觸墊片3，墊片3的另一端與碟簧2相接觸。所述碟簧2的數量為2個，該2個碟簧對合組合，另一端與兩個圓螺母1相接觸。所述套筒5的長度相當于主螺母與副螺母上的鍵槽之和，套筒5的一端以120度均布三個螺紋孔，另一端與主螺母的法蘭相接觸。所述副螺母8的一端開有一個鍵槽，鍵槽的長度為鍵7長度的二分之一，在副螺母8的另一端設有外螺紋段。所述主螺母6的一端帶法蘭，另一端開有一個鍵槽，鍵槽的長度相當于鍵7長度的二分之一。

本實用新型的雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節裝置，通過對兩個圓螺母施加旋轉力壓縮組合碟簧的方式，利用組合碟簧的作用力與反作用力的特性，達到對絲杠螺母預緊的目的，通過碟簧自身的變形，增大圓螺母的旋轉行程，使預緊力調節更精確。