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浅析滚珠丝杠支承轴承的选择

浅析滚珠丝杠支承轴承的选择

发布日期:2020-09-29 作者:滚珠丝杠 点击:

  滚珠丝杠只通过滚珠螺母提供负载工作台沿导向方向直线运动所需要的轴向力,而作为负载的工作台及其承受的各种径向载荷、扭矩载荷都由高刚性的导向部件来承受。滚珠丝杠副对滚动轴承的要求,与主轴和传动轴对滚动轴承的要求的相同点是,滚动轴承都应具有足够的精度和疲劳寿命。但不同点也很突出,滚珠丝杠主要承受轴向载荷,除丝杠自重外,一般无径向载荷。滚珠丝杠机构通常都是与导向部件同时使用的,滚珠螺母是滚珠丝杠机构的核心部件。

滚珠丝杠

  因此,滚珠丝杠副滚动轴承的轴向精度和轴向刚度要求较高。进给系统要求运动灵活,对微小位移响应要灵敏。因此,轴承摩擦力矩应尽量小。滚珠丝杠转速不高,且高速运转时间很短,因而发热不是主要问题。

  滚珠丝杠在运行时滚珠螺母不能承受径向载荷或扭矩载荷,只能承受沿丝杠轴向方向的载荷,而且要注意使作用在滚珠丝杠副上的轴向载荷通过丝杠轴心,设计时不能将径向负荷、扭矩载荷直接施加到螺母上,否则会大大缩短滚珠丝杠机构的寿命或导致运行不良,因为径向载荷或扭矩载荷会使丝杠发生弯曲,螺母中部分滚珠过载,从而导致传动不平稳、精度下降、寿命急剧缩短。丝杠承受的径向载荷主要是丝杠的自重。

  对细长而又承受压缩载荷的滚珠丝杠应进行压杆稳定性核算;对转速高、支承距离大的滚珠丝杆副应进行临界转速校核;对精度要求高的滚珠丝杠应进行刚度校核、转动惯量校核;对数控机床需核算其转动惯量,对闭环控制系统还要进行谐振频率的验算。

  由于丝杠主要承受轴向力,大多采用推力轴承作支承。在相同尺寸条件下,推力球轴承轴向刚度比向心推力球轴承及圆锥滚子轴承的轴向刚度要大一倍以上;推力滚柱轴承刚度又比推力球轴承大一倍左右。当轴向载荷较小时,可不用推力球轴承而用向心推力球轴承,这样可减轴承数量。

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