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滚珠丝杠副卡死现象原因分析

滚珠丝杠副卡死现象原因分析
 1:引言
 滚珠丝杠以其传动效率高、传动和定位精度高得到广泛应用。但是滚珠丝杠副在装配过程中经常出现卡死现象。滚珠丝杠副一旦出现卡死,就只能破坏螺母拆卸丝杠副,以继续使用丝杠,但这给滚珠丝杠副的装配带来极大麻烦。滚珠丝杠副在使用过程中也会出现卡死现象,造成设备工作异常。对此,滚珠丝杠生产厂家认为出现卡死的原因是制造中零件精度不足造成的,但不能对卡死机理做出合理解释。尽管目前对滚珠丝杠研究已经相当广泛,但是对滚珠丝杠副卡死问题的研究论文却极少。因此了解、分析造成丝杠副卡死的原因十分必要
  
 2:滚珠丝杠副卡死现象
 在实际生产中,各种类型的滚珠丝杠副都存在卡死现象,并能控制在3%以内。滚珠丝杠副的卡死与丝杠副由于装配质量不良造成滚珠丝杠副柔顺性差、运转不畅,卡死后的滚珠丝杠副丝杠相对于螺母无法转动。此时装配工多采用敲击、振动方法松动卡死丝杠副,但大多无效。经过实际考察不同类型、不同几何参数的滚珠丝杠副卡死发生状态,发现滚珠丝杠副卡死的一些特点:󰀁卡死现象的发生几乎与丝杠螺旋升角和导程大小无关;󰀁制造精度高的滚珠丝杠副发生卡死现象的概率较低;󰀁预紧后的滚珠丝杠副也容易发生卡死现象;󰀁单圆弧滚道丝杠副较双圆弧滚道丝杠副更容易发生卡死现象; 󰀁各种反向类型的滚珠丝杠副均有卡死现象。 需要强调的是发生卡死的滚珠丝杠副正、逆运动都无法进行,无论以丝杠还是以螺母做主动件,也无论其驱动力矩有多大都不能使丝杠与螺母产生相对运动。
  
 3:滚珠丝杠副卡死原因和机理
 由于滚珠丝杠副具有很高的传动效率(一般都在90%以上),从原理上而言滚珠丝杠是不会出现卡死现象的。所以滚珠丝杠副的卡死现象须从其零件制造误差、装配情况上着手分析。另外,针对发生卡死的滚珠丝杠副在增大驱动扭矩后并不能松动和其正逆运动都无法松开的实际情况,其卡死原因只可能有两种情况,即机械卡死和自锁。
 3.1󰀁机械卡死情况分析
 机械卡死是指丝杠副中某个零件由于位置或形状阻挡丝杠与螺母之间发生相对运动。 一般而言,滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠及反向器组成。丝杠滚道利用摩擦通过滚珠体将运动传递给螺母。连续的丝杠滚道和螺母滚道不仅光滑而且硬度高(>HRC55),是不会出现较大毛刺卡住滚动体或产生塑性凹窝卡住滚动体的。那么,反向器是否会卡住滚动体。目前国内反向器回珠曲线多采用正螺旋面型回珠曲线,不仅加速度跳变小而且传动效率高[1],况且加工手段普遍应用数控设备,精度较高,不可能卡珠。实际上通过对卡珠丝杠的滚道表面观察,也未发现明显擦碰痕迹。再考虑到无论外循环还是内循环丝杠都会卡珠的事实,说明理论设计上反向器并不会卡珠。
 3.2󰀁自锁情况分析
 不考虑滚珠体的旋转运动,滚珠丝杠副滚动体运动形式表现为径向、轴向和周向运动。径向运动在进入和退出反向器时发生,由于返向轨迹设计时进行过精确考虑,而且位移量很小,不具备锁死条件,而且无论正、逆向运动滚珠丝杠副都在轴向表现出高效率,因此在轴向不会发生锁死,从而判定滚珠丝杠副卡死现象必然发生在滚动体的周向运动中。 (1)滚珠丝杠螺母和丝杠相对位置引发的自锁滚珠丝杠副的滚动体是沿着丝杠和螺母滚道做周向运动的。在正确安装情况下这一运动是可以顺利进行的。但是当丝杠与螺母由于制造或安装存在问题,造成其各自轴线不重合而产生夹角󰀁,如图1a所示,滚动体处于楔形滚道空间中可能发生自锁,图1b、图1c分别示出了图1a上部滚动体和下部滚动
体在丝杠与螺母滚道所形成的楔形空间中的情况当丝杠与螺母轴线产生夹角时,滚珠丝杠副滚动体在滚道中运动情况与滚柱自锁装置中的滚柱状况类似。深圳市杰远机电竭诚为您服务,服务热线:0755-33967916



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