滾珠絲杠的故障診斷與維修
文章出處：admin 人氣：1765發(fā)表時間：2018-10-22 00:26:51
1、滾珠絲桿的簡述
1.1 滾珠絲杠的特點
(1) 與滑動桿副相比驅(qū)動力矩為1/3
滾珠絲杠的絲杠軸于絲母之間有很多滾絲在做運動，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)動力達到1/3，即可達到同樣的運動效果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3，在省電方面也很有幫助。
(2) 高精度軸承的保證
滾珠絲杠是使用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(yán)格的控制，由于完善的精致管理體質(zhì)使精度得以保證。
(3) 微進給可能
滾珠絲杠由于是利用滾珠運功，所以啟動力極小，不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實現(xiàn)精度的微進給。
(4) 無側(cè)隙、剛性好
滾珠絲杠可以加予壓力可使用軸向間隙達到負(fù)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，由于滾珠的坼力可使用絲母的剛性增強）。
(5) 高速進給軸承可能
滾珠絲杠是由于運動效率高、發(fā)熱小、所以實現(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。
2.滾珠絲杠的故障現(xiàn)象及維修
因滾珠絲杠傳統(tǒng)系統(tǒng)在數(shù)控機床這機構(gòu)中實際運行最為頻繁，各部件經(jīng)常產(chǎn)生機械磨損和潤滑不良，因而，常常出現(xiàn)定位精度下降，反向間隙過大，機械爬行，軸承磨損嚴(yán)重，噪音過大等故障。當(dāng)這些故障出現(xiàn)時就要我們對此做出正確的診斷，才能及時修復(fù)設(shè)備。滾珠絲杠在運動中產(chǎn)生的故障現(xiàn)象主要可以分為2類，其具體原因如下。
2.1 反向間隙大，定位精度差，加工零件尺寸不穩(wěn)定
滾珠絲杠螺母副及其支撐系統(tǒng)由于長時間運行產(chǎn)生的磨損間隙，將直接影響數(shù)控機床的轉(zhuǎn)動精度和剛性。一般故障現(xiàn)象有：反向間隙大、定位精度不穩(wěn)定等。根據(jù)磨損具體產(chǎn)生的位置，故障原因和細(xì)分為一下幾類：
(1) 滾珠絲杠支撐軸承磨損或軸承預(yù)加負(fù)荷墊圈配的不合適。
(2) 滾珠絲杠雙螺母副產(chǎn)生間隙，滾珠磨損。
(3) 滾珠絲杠單螺母副磨損產(chǎn)生間隙。
(4) 螺母法蘭盤與工作臺沒有固定牢，產(chǎn)生間隙。
2.2 滾珠絲杠副運動不平穩(wěn)，噪音過大
這種故障現(xiàn)象主要是一些認(rèn)為原因，具體如下：
（1）伺服電機驅(qū)動參數(shù)未調(diào)整好。
（2）絲杠絲母潤滑不良。
2.3 檢測與維修
滾珠絲杠所產(chǎn)生的故障是多種多樣的，沒有固定的模式。有的故障是漸發(fā)性故障，要有一個發(fā)展的過程，隨著使用時間的增加越來越嚴(yán)重;有的是突發(fā)性故障，一般沒有明顯的征兆，這種故障是各種不利因素及外界共同作用而產(chǎn)生的。所以通過正確的檢測來確定真正的故障原因，是快速準(zhǔn)確維修的前提。
2.4 滾珠絲杠螺母副及支撐系統(tǒng)間隙的檢查維修
當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)反向誤差大，定位精度不穩(wěn)定，過象限出現(xiàn)刀痕時，首先要檢測絲杠系統(tǒng)有沒有間隙。檢測的方法是：用百分表配合鋼球放在絲杠的一端中心孔中，測量絲杠的軸向串動，另一塊百分表測量工作臺移動；正反轉(zhuǎn)動絲杠，觀察百分表上反映的數(shù)值，根據(jù)數(shù)值不同的變化確認(rèn)故障部位。
（1）絲杠支撐軸承間隙的檢測與修理。
如測量絲杠的百分表在絲杠正反向轉(zhuǎn)動時指針沒有擺動，說明絲杠沒有串動現(xiàn)象，該百分表最大與最小測量值之差就是絲杠的軸向串動距離。這時，我們就要檢查支撐軸承的背帽是否鎖緊，支撐軸承是否磨損失效，預(yù)加負(fù)荷軸承墊圈是否合適。如果軸承沒有問題，是要從新配做預(yù)加負(fù)荷墊圈就可以了。如果軸承沒有損壞，需要把軸承更換掉，從新配做預(yù)加負(fù)荷墊圈，再把背帽背緊。絲杠軸向串動大小主要在于支撐軸承預(yù)加負(fù)荷墊圈的精度。絲杠安裝精度最理想的狀態(tài)是沒有正反間隙，支撐軸承還要有0.22mm左右的過盈。
(2) 滾珠絲杠雙螺母副產(chǎn)生間隙的檢測與維修
通過檢測，如果確定故障不是由于絲杠串動引起的，那就要考慮是否是絲杠螺母之間產(chǎn)生了間隙，這種情況的檢測方法幾本跟絲杠檢測串動相同，用百分表測量與螺母相連的工作臺上，正 反向轉(zhuǎn)動絲杠，檢測出絲杠與螺母之間的最大間隙，然后進行調(diào)整。
方法如圖2所示，調(diào)整墊片4的厚度，使左右螺母1、2產(chǎn)生軸向位移，從而消除滾珠絲杠螺母副間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力。
（3）單螺母副的檢測與維修
對于單螺母滾珠絲扛，絲桿螺母副之間隙是不能調(diào)整的。
如檢測出絲杠螺母副存在間隙，首先檢測絲杠和螺母的螺紋圓弧是否已經(jīng)磨損，如磨損嚴(yán)重，必須更換全套絲杠螺母；如檢查磨損輕微，就可以更換更大直徑的滾珠來修復(fù)。在修復(fù)時，首先要檢測出絲杠螺母副的最大間隙，換算成滾珠直徑的增加，然后選配合適的滾珠重新裝備。這樣的維修是比較復(fù)雜，所需時間長，要求技術(shù)水平高。
（4）螺母法蘭盤與工作臺連接沒有固定好而產(chǎn)生的間隙
這個問題一般容易被人發(fā)現(xiàn)，因機床長期往復(fù)運動，，固定法蘭盤的螺釘松動產(chǎn)生間隙，在檢查絲杠螺母間隙時最好把該故障因素先排除，以免在維修時走彎路。
（5）滾珠絲杠螺母副運動不平穩(wěn)、噪音過大等故障的維修
滾珠絲杠螺母副不平穩(wěn)和噪音過大，大部分是由于潤滑不良造成的，但有時也可能因伺服電驅(qū)動參數(shù)未調(diào)整好造成的。
2.5 軸承、絲杠螺母副潤滑不良
機床在工作中如產(chǎn)生噪音和振動，在檢測機械傳動部分沒有問題后，首先，要考慮到潤滑不良的問題，因為很多機床經(jīng)過多年的運轉(zhuǎn)，絲杠螺母自動潤滑系統(tǒng)往往堵塞，不能自動潤滑。這時，可以在軸承、螺母中加入耐高溫、耐高速的潤滑脂就可以解決問題，潤滑脂能保證軸承、螺母正常運行數(shù)年之久。
2.6 伺服電機驅(qū)動問題
有的機床在運動中產(chǎn)生振動和爬行，往往檢測機械部分均無問題，不管怎樣調(diào)整都不能消除振動和爬行。經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)伺服電機驅(qū)動增益參數(shù)不適合實際運行狀況。調(diào)整增益數(shù)后，就可消除振動和爬行故障。
2.7 滾珠絲杠副的修復(fù)
本文中所用牧野加工中心（機床型號MC1210-A60）采用的是雙螺母外循環(huán)滾珠絲杠。由于滾珠絲杠滾道是精度磨削加工成型，所以采用圓柱形油石對絲杠滾道內(nèi)的局部疲勞點進行研磨處理，來消除疲勞點：將螺母拆開，仔細(xì)檢查每個鋼球，將表面有磨損的鋼球作廢，并用千分尺對所有的鋼球進行測量，將尺寸變化較大的鋼球作廢，按測量尺寸購買同型號的鋼球，保證這些鋼球的直徑誤差在0.01mm以內(nèi)：修復(fù)回珠插管，將插管凹陷的部分進行修復(fù)，尤其是插管兩端的 凹陷，會影響鋼珠循環(huán)滾動，必須平整流暢。將螺母、鋼球、絲杠滾道用煤油清理干凈。
裝配：剛開始裝配順利，裝配進行到最后時，每安裝一粒鋼球都需要反復(fù)慢慢旋轉(zhuǎn)螺母，并輕輕的按鋼球，才能消除鋼球之間的間隙。為了防止鋼球從另一端滾出，可先將滾道一端口堵上，邊旋轉(zhuǎn)邊裝配，裝備時要仔細(xì)并有耐心，越到最后安裝越困難，直到鋼球裝配完成。
針對部分小型的滾球絲杠副，如HASS立式加工中心滾珠絲杠副，也可以采用較為簡易的安裝方法：將鋼珠、螺母、絲杠用煤油清理干凈后，先用甘油將小鋼珠直接粘到絲杠螺母的滾道上，此時應(yīng)注意：每一列循環(huán)滾道內(nèi)都應(yīng)沾滿鋼珠，而相鄰兩列之間的滾道內(nèi)不允許有鋼珠。然后將插管也裝滿滾珠，并將插管口的滾珠用甘油粘住。將插管加入到絲杠螺母上然后慢慢旋轉(zhuǎn)螺母逐漸將螺母裝配到絲杠上。此方法主要針對鋼球較小的滾珠絲杠副的安裝，鋼珠過大的話則很難用粘到螺母內(nèi)的滾道上。
2.8 軸向間隙的消除
由于制造和安裝的誤差以及使用磨損，滾珠絲杠副總是存在誤差的。這些誤差對于滾珠絲杠副的傳動精度和剛度都有影響。因此，必須采取措施來消除軸向間隙和提高軸向剛度。
本文主要采取墊片調(diào)整方式：通過選用不同厚度的墊片在改變兩個螺母之間的軸向距離，以達到調(diào)整軸向間隙和預(yù)緊的目的。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，可靠性也好，當(dāng)滾珠絲杠副產(chǎn)生間隙時能夠及時更換調(diào)整墊片的厚度來消除軸向間隙。但精度調(diào)整比較困難，當(dāng)滾道有磨損是不能隨時消除間隙和改變預(yù)緊程度，只適用于一般精度的滾珠絲杠副。
此文關(guān)鍵字：青島上銀導(dǎo)軌總代理,臺灣上銀直線導(dǎo)軌,青島上銀
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