[摘 要] 滾珠絲杠以其傳動效率高、精度好，精度保持性強等特點廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床，但是常常由于使用、維修、維護不當(dāng)?shù)仍�，造成無法滿足加工精度要求，本文根據(jù)滾珠絲杠副的特點，及歷年來對數(shù)控機床的維修，通過對滾珠絲杠損壞原因的分析，并結(jié)合具體維修案例，闡述了滾珠絲杠在數(shù)控機床上的使用，及其如何延長滾珠絲杠的使用壽命。

　　[關(guān)鍵詞] 功能部件 數(shù)控機床 滾動導(dǎo)軌副 滾珠絲杠副 數(shù)控系統(tǒng)

　　
　　滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本�運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，這是滾珠螺絲的進一步延伸和發(fā)展，這項發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲桿被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控機床和精密儀器。

　　一、滾珠絲桿的特點

　　
　　1、與滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩為1/3
　　滾珠絲桿的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達到1/3以下,即達到同樣運動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。
　　
　　2、高精度軸承的保證
　　滾珠絲桿是用日本制造的世界最高水平的機械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度•濕度進行了嚴格的控制,由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。
　　
　　3、微進給可能
　　滾珠絲桿由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進給。
　　
　　4、無側(cè)隙、剛性高
　　滾珠絲桿可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。
　　
　　5、高速進給軸承可能
　　滾珠絲桿由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進給(運動)。
　　精度公差:C10,C7,C5,C3,C2,C1--數(shù)字越小，精度越高。

　　但在實際應(yīng)用中，經(jīng)常由于工作人員對絲杠的性能不了解或保養(yǎng)不夠等原因，造成絲杠副的故障或損壞，從而對機床進給運動造成各種影響：
　�。�1）過載問題
　　滾珠絲杠副進給傳動的潤滑狀態(tài)不良、軸向預(yù)加載荷太大、絲杠與導(dǎo)軌不平行、螺母軸線與導(dǎo)軌不平行、絲杠彎曲變形時，都會引起過載報警。一般會在CRT上顯示伺服電動機過載、過熱或過流的報警，或在電柜的進給驅(qū)動單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動單元過載、過流信息。
　�。�2）竄動問題
　　竄動問題是滾珠絲杠副進給傳動的潤滑狀態(tài)不良、絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好、滾珠絲杠副滾珠有破損、絲杠支承軸承可能破裂、軸向預(yù)加載荷太小，使進給傳動鏈的傳動間隙過大，引起絲杠傳動時的軸向竄動。
　　（3）爬行問題
　　爬行問題一般發(fā)生在啟動加速段或低速進給時，多因進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，如連接松動或聯(lián)軸器本身缺陷，如裂紋等，會造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動和伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
　　對于絲杠引起故障如何進行處理呢，下面我們來對它進行一下分析和總結(jié)，以確定我們的維修思路。滾珠絲杠副常見的故障會引起數(shù)控機床產(chǎn)生進給運動誤差，而進給運動誤差表現(xiàn)在由滾珠絲杠副的工作狀況上，反映為噪聲過大、運動不靈活。下面就這兩種故障現(xiàn)象進行簡要分析。
　�。�1）故障現(xiàn)象1——滾珠絲杠副噪聲過大（見表3-1）
　　（2）故障現(xiàn)象2——滾珠絲杠運動不靈活（見表3-2）
　　下面我們再來看兩個實例：
　　
　　1.一臺VMC850（FANUC 0M-D系統(tǒng)）加工中心，在工作中發(fā)現(xiàn)Y軸加工尺寸老是不穩(wěn)定，偶而還會出現(xiàn)409#報警。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)Y軸絲杠鎖緊螺母松動，打緊后重新安裝，試加工，不再出現(xiàn)409#報警，但加工尺寸還是不太穩(wěn)定，再次檢查Y軸絲杠，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，將其從機床上取下，用手轉(zhuǎn)動螺母副，發(fā)現(xiàn)螺母副間隙過大，明顯看到有晃動現(xiàn)象。分析原因并再次檢查絲杠潤滑系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)潤滑油管斷裂，不能有效進行潤滑，更換油管及絲杠，重新安裝，故障排除。
　　
　　2．一臺VM85（FANUC 0I）加工中心，X軸在工作中出現(xiàn)噪音大，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)軸承座密封損壞導(dǎo)致絲杠軸承銹蝕，需更換軸承，工作人員進更換，但更換后試機，發(fā)現(xiàn)X軸運動到原點附近就出現(xiàn)過熱報警并伴隨有嗡嗡聲音，檢查參數(shù)未發(fā)現(xiàn)什么問題，對剛才更換過程進重新檢查，發(fā)現(xiàn)工作人員在更換軸承時，無意將遠端軸承座上下調(diào)換了方向，因為軸承座方向不同時它的高低不同，致使軸承座與絲杠不同軸，螺母副遠離該軸承座時絲杠尚能轉(zhuǎn)動，當(dāng)靠近這個位置時因不同軸致使絲杠受力過大，從而產(chǎn)生報警。重新安裝軸承座后，故障排除
　　由上面的分析及實例可以看出，絲杠的故障均由于維護保養(yǎng)不到位引起的，下面我們來談一下絲杠的保養(yǎng)及維護：
　　滾珠絲杠副的潤滑
　　在使用滾珠絲杠副時，必須要有足夠的潤滑，如果潤滑不夠，將導(dǎo)致摩擦和磨損的增加，造成故障或壽命縮短等。潤滑不良可同時引起數(shù)控機床多種進給運動的誤差，因此，滾珠絲杠潤滑是日常維護的主要內(nèi)容。
　　使用潤滑劑可提高滾珠絲杠耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。
　　潤滑油 一般為全損耗系統(tǒng)用油 一般情況下，用于滾動軸承的礦物油都適用。
　　特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤滑比脂潤滑佳，這時滾珠絲杠副的溫升較小。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副可在每次機床工作前加油一次。
　　潤滑脂 可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂， 采用脂潤滑的優(yōu)點可以使?jié)L珠絲杠傳動系統(tǒng)在一段很長時間后才需進行補充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補充潤滑的裝置。補充潤滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半�？梢允褂盟懈呒墲L動軸承潤滑脂，但要注意潤滑脂廠家的說明和提示
　　
　　2. 絲杠支承軸承的定期檢查
　　定期檢查絲杠支承與床身的連接是否松動，連接件是否損壞，以及絲杠支承軸承的工作狀態(tài)與潤滑狀態(tài)。
　　
　　3. 滾珠絲杠副的防護
　　滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進入，因此，必須裝有防護裝置。如果滾珠絲杠副在機床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時，將防護罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護裝置，防護裝置一有損壞應(yīng)及時更換。

　　安裝及注意事項

　　滾珠絲杠副是精密的傳動單元，安裝滾珠絲杠副需要專門的技能和正確的測量設(shè)施。一般情況下，滾珠絲杠副的直線性偏差用手是感覺不到的，而滾珠絲杠徑向力及偏心力則由外部導(dǎo)軌承擔(dān)，為避免對滾珠絲杠副損壞，必須安裝限位裝置。使用時需注意的事項如下：
　　1）請注意避免撞擊、彎曲，應(yīng)小心拿取。
　　2）應(yīng)保證支撐座孔與螺母座孔同軸性，不允許在不同軸的情況下強行安裝。
　　3）請不要使?jié)L珠絲杠副承受徑向力，以免彎曲，部分滾珠過載，從而導(dǎo) 致傳 動不平穩(wěn)，影響精度及使用壽命。