[摘 要] 滾珠絲杠以其傳動(dòng)效率高、精度好，精度保持性強(qiáng)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，但是常常由于使用、維修、維護(hù)不當(dāng)?shù)仍�因，造成無(wú)法滿足加工精度要求，本文根據(jù)滾珠絲杠副的特點(diǎn)，及歷年來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修，通過(guò)對(duì)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(jī)床上的使用，及其如何延長(zhǎng)滾珠絲杠的使用壽命。

　　[關(guān)鍵詞] 功能部件 數(shù)控機(jī)床 滾動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本�運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)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(jī)床和精密儀器。

　　一、滾珠絲桿的特點(diǎn)

　　
　　1、與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過(guò)去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)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(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)溫度•濕度進(jìn)行了嚴(yán)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(jìn)給可能
　　滾珠絲桿由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。
　　
　　4、無(wú)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(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過(guò)給滾珠加予壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí),由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。
　　
　　5、高速進(jìn)給軸承可能
　　滾珠絲桿由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。
　　精度公差:C10,C7,C5,C3,C2,C1--數(shù)字越小，精度越高。

　　但在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常由于工作人員對(duì)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(duì)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)造成各種影響：
　　（1）過(guò)載問(wèn)題
　　滾珠絲杠副進(jìn)給傳動(dòng)的潤(rùn)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(shí)，都會(huì)引起過(guò)載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)流的報(bào)警，或在電柜的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)載、過(guò)流信息。
　�。�2）竄動(dòng)問(wèn)題
　　竄動(dòng)問(wèn)題是滾珠絲杠副進(jìn)給傳動(dòng)的潤(rùn)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(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)間隙過(guò)大，引起絲杠傳動(dòng)時(shí)的軸向竄動(dòng)。
　　（3）爬行問(wèn)題
　　爬行問(wèn)題一般發(fā)生在啟動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，多因進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良、外加負(fù)載過(guò)大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，如連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身缺陷，如裂紋等，會(huì)造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
　　對(duì)于絲杠引起故障如何進(jìn)行處理呢，下面我們來(lái)對(duì)它進(jìn)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(jiàn)的故障會(huì)引起數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差表現(xiàn)在由滾珠絲杠副的工作狀況上，反映為噪聲過(guò)大、運(yùn)動(dòng)不靈活。下面就這兩種故障現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
　　（1）故障現(xiàn)象1——滾珠絲杠副噪聲過(guò)大（見(jiàn)表3-1）
　�。�2）故障現(xiàn)象2——滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)不靈活（見(jiàn)表3-2）
　　下面我們?cè)賮?lái)看兩個(gè)實(shí)例：
　　
　　1.一臺(tái)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(huì)出現(xiàn)409#報(bào)警。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)Y軸絲杠鎖緊螺母松動(dòng)，打緊后重新安裝，試加工，不再出現(xiàn)409#報(bào)警，但加工尺寸還是不太穩(wěn)定，再次檢查Y軸絲杠，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，將其從機(jī)床上取下，用手轉(zhuǎn)動(dòng)螺母副，發(fā)現(xiàn)螺母副間隙過(guò)大，明顯看到有晃動(dòng)現(xiàn)象。分析原因并再次檢查絲杠潤(rùn)滑系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油管斷裂，不能有效進(jìn)行潤(rùn)滑，更換油管及絲杠，重新安裝，故障排除。
　　
　　2．一臺(tái)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(jìn)更換，但更換后試機(jī)，發(fā)現(xiàn)X軸運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)附近就出現(xiàn)過(guò)熱報(bào)警并伴隨有嗡嗡聲音，檢查參數(shù)未發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，對(duì)剛才更換過(guò)程進(jìn)重新檢查，發(fā)現(xiàn)工作人員在更換軸承時(shí)，無(wú)意將遠(yuǎn)端軸承座上下調(diào)換了方向，因?yàn)檩S承座方向不同時(shí)它的高低不同，致使軸承座與絲杠不同軸，螺母副遠(yuǎn)離該軸承座時(shí)絲杠尚能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)靠近這個(gè)位置時(shí)因不同軸致使絲杠受力過(guò)大，從而產(chǎn)生報(bào)警。重新安裝軸承座后，故障排除
　　由上面的分析及實(shí)例可以看出，絲杠的故障均由于維護(hù)保養(yǎng)不到位引起的，下面我們來(lái)談一下絲杠的保養(yǎng)及維護(hù)：
　　滾珠絲杠副的潤(rùn)滑
　　在使用滾珠絲杠副時(shí)，必須要有足夠的潤(rùn)滑，如果潤(rùn)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(rùn)滑不良可同時(shí)引起數(shù)控機(jī)床多種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的誤差，因此，滾珠絲杠潤(rùn)滑是日常維護(hù)的主要內(nèi)容。
　　使用潤(rùn)滑劑可提高滾珠絲杠耐磨性及傳動(dòng)效率。潤(rùn)滑劑可分為潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂兩大類(lèi)。
　　潤(rùn)滑油 一般為全損耗系統(tǒng)用油 一般情況下，用于滾動(dòng)軸承的礦物油都適用。
　　特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤(rùn)滑比脂潤(rùn)滑佳，這時(shí)滾珠絲杠副的溫升較小。用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的滾珠絲杠副可在每次機(jī)床工作前加油一次。
　　潤(rùn)滑脂 可采用鋰基潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤(rùn)滑油則經(jīng)過(guò)殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對(duì)滾珠絲杠上的潤(rùn)滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤(rùn)滑脂，涂上新的潤(rùn)滑脂， 采用脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長(zhǎng)時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說(shuō)，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤(rùn)滑的裝置。補(bǔ)充潤(rùn)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�有高級(jí)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑脂，但要注意潤(rùn)滑脂廠家的說(shuō)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(dòng)，連接件是否損壞，以及絲杠支承軸承的工作狀態(tài)與潤(rùn)滑狀態(tài)。
　　
　　3. 滾珠絲杠副的防護(hù)
　　滾珠絲杠副和其他滾動(dòng)摩擦的傳動(dòng)器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進(jìn)入，因此，必須裝有防護(hù)裝置。如果滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護(hù)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(shí)，將防護(hù)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(hù)，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(chēng)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(hù)裝置，防護(hù)裝置一有損壞應(yīng)及時(shí)更換。

　　安裝及注意事項(xiàng)

　　滾珠絲杠副是精密的傳動(dòng)單元，安裝滾珠絲杠副需要專(zhuān)門(mén)的技能和正確的測(cè)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(jué)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(duì)滾珠絲杠副損壞，必須安裝限位裝置。使用時(shí)需注意的事項(xiàng)如下：
　　1）請(qǐng)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(qiáng)行安裝。
　　3）請(qǐng)不要使?jié)L珠絲杠副承受徑向力，以免彎曲，部分滾珠過(guò)載，從而導(dǎo) 致傳 動(dòng)不平穩(wěn)，影響精度及使用壽命。