滚珠丝杠副的保养及文护
【摘 要】数控机床一般由数控系统、伺服系统、检测反馈装置和机床主体等组成。其中，机床主体包括床身、主轴、进给传动机构等机械部件。滚珠丝杠副是进给传动机构中的重要部件，因此，滚珠丝杠副的保养和文护，在机床传动精度、零件加工精度方面起着至关重要的作用。本文主要介绍了滚珠丝杠副的性能、结构、应用场合、使用注意事项、轴向间隙的调整以及常见故障的分析等。
【关键字】滚珠丝杠 性能结构 间隙调整 保养文护
一、滚珠丝杠副
滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件（如图1-1所示，为滚珠丝杠副）。当丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杠的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
图1-1
1.结构与分类
滚珠丝杠副有多种结构形式。
按滚珠循环方式分为外循环(如图1-2a所示)和内循环(如图1-2b所示)两大类。外循环回珠器用插管式的较多，内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多。
按螺纹轨道的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截形。由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形，因此目前普遍采用双圆弧截形的丝杠。
按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。
a b
1滚珠丝杠 2螺母 3滚珠 4反向器
a外循环方式 b内循环方式
图1-2
2.应用场合
由于，滚珠丝杠副历史悠久、工艺成熟、成本较低，因此滚珠丝杠副广泛应用于中小型数控机床的进给传动系统;在重型数控机床的短行程（6m以下）进给系统中;在中等载荷、进给速度要求并不十分高、行程范围不太大（小于4～5m）的一般高速加工中心和其他经济型高速数控机床上也常常被采用。另外，滚珠丝杠副在航空航天及卫星等高空领域也多有运用。
3.性能及优缺点
滚珠丝杠副的性能主要有传动可靠性高，不易磨损，可长期无故障运行；传动灵敏，运行精度高，不易产生爬行；传动效率很高，运行平稳；在施加预紧力后，可消除轴向间隙，反向时无空行程；缺点是不能自锁，垂直安装时需有平衡装置。
二、滚珠丝杠副的使用注意事项
1.安装滚珠丝杠副时，两端支承座与螺母孔要调整到“三点同心”的最佳状态，不允许在不同心的状态下强迫安装。按如下装配工艺方法可保证“三点同心”:
（1）首先，采用整体式专用芯棒将丝母座孔校正，使其与基准导轨的正、侧向平行度在0.01 mm /1000mm以内；
（2）把丝母座固定后，采用专业测量夹具实际测量出丝母座孔距基准导轨的正、侧向距离；
（3）同样采用整体式专用检棒将轴承孔与基准导轨的正、侧向平行度找正在0.01 mm/1000mm以内，采用专用测量夹具实际测量出轴承孔距基准导轨的正、侧向距离，要求丝杠螺母孔与基准导轨正、侧向距离一致，允差为0.01mm；最后，将轴承座固定。
（4）这种方法采用整体式专用检棒，不仅长度短小，而且将芯棒和定位套合二为一，消除了芯棒与定位套之间的配合间隙，可靠保证了轴承孔、丝母座孔与导轨的平行度；通过实际距离的测量，使两端轴承支承孔与丝母座孔的同轴度也得到了可靠的保证，这样就降低了滚珠丝杠副的绕度和径向偏置载荷，提高了丝杠副的安装精度。
2.由于滚珠丝杠副的传动效率在90%以上，遇到不能自锁的场合，必须在丝杠上配置相应的自锁装置，可以在电机上加装制动器（如抱闸等），还可在轴上使用超越离合器或选择设计简易制动装置。
3.为了使滚珠丝杠副运转灵活，延长使用寿命，必须考虑充分润滑。
4.为防止灰尘、污物、铁屑等杂物进入丝杠螺母内，在丝杠上应安装防护装置，如螺旋式弹簧保护套，折叠式保护套等。
5.在安装和使用时，毕业论文http://www.751com.cn/ 要防止螺母脱离丝杠滚道表面，因为螺母一旦脱离，滚珠将散落，此时，滚珠丝杠螺母副将不能正常使用，严重时会引起设备的事故。在丝杠螺母意外按脱落时，按如下方法即可把脱落的滚珠装进去：
（1）找一根套管（套管外径和丝杠螺纹底径尺寸一样，套管内经和丝杠支承轴外径尺寸一样），把套管套在丝杠支承轴上，把丝杠螺母旋到套管上。
（2）当完全旋到套管上时，把套管连同丝杠螺母拔下来。
（3）把丝杠螺母滑到套管的一端，让螺母露出大概半圈滚珠（千万注意，不要把滚珠都露出来，否则滚珠会全都掉出来），用细小的铁丝，把滚珠的位置调整一下，露出一个或多个滚珠的位置，再把掉落的滚珠填进去。
（4）填好后，再把套管套在丝杠支承轴上。之后，把螺母旋到丝杠上。
（5）最后在螺母注油孔注入润滑脂或润滑油，旋转螺母全行程移动2次以上，以确定运转顺畅，最后再注入一次润滑油脂，至此完工。
三、滚珠丝杠副轴向间隙调整法
调整滚珠丝杠传动间隙，是为了保证反向传动精度和轴向刚度。
用预紧办法消除轴向间隙时，应注意预紧不宜过大，预紧力过大会使空载力矩增大，降低传动效率，增加传动副磨损，缩短使用寿命。
常用的双螺母丝杠消除间隙的方法有：
1.垫片调整式：通过垫片的厚度使螺母产生轴向相对位移，以达到消除轴向间隙和产生预紧力的目的。
2.螺纹调整式：旋转调整螺母使丝杠左螺母向左，并用锁紧产生拉伸预紧。调整方便，但预紧量不易掌握。