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滚珠丝杠螺母副是在丝杠和螺母之间放入滚珠, 丝杠与螺母间成为滚动摩擦的传动副。图5-60所示为滚珠丝杠副的结构示意图。丝杠1和螺母3上均制有圆弧形面的螺旋槽,将它们装在一起便形成了螺旋滚道,滚珠4在其间既自转又循环滚动。 普通滚珠丝杆优点: (1)摩擦损失小,传动效率高 滚珠丝杠螺母副的摩擦因数小仅为0.002~0.005;传动效率=0.92~0.96,比普通丝杠螺母副高3~4倍;功率消耗只相当于普丝杠传的1/4~1/3,所以发热小,可实现高运动。 (2)运动平稳无爬行 由于摩擦阻力小,动、静摩擦力之差极小,故运动平稳,不易出现爬行现象。 (3)可以预紧,反向时无空程 滚珠丝杠副经预紧后,可消除轴间隙,因而无反向死区,同时也提高了传动刚度和传动精度。 (4)磨损小 精度保持性好,使用寿命长。 (5)具有运动的可逆性 由于摩擦因数小,不自锁,因而不仅可以将旋转运动转换成直线运动,也可将直线运动转换成旋转运动,即丝杠和螺母均可作主动件或从动件。 滚珠丝杠副的缺点是: (1)结构复杂,丝杠和螺母等元件的加工精度和表面质量要求高,故制造成本高。 (2)不能自锁,特别是在用作垂直安装的滚珠丝杠传动,会因部件的自重而自动下降,当向下驱动部件时,由于部件的自重和惯性,当传动切断时,不能立即停止运动,必须增加制动装置。
像滚珠丝杠一样,海浮乐静压丝杆将伺服电机的旋转运动转换为线性运动。丝杠的螺母浮在静液压油膜上,因此 无磨损。使用由PM调节器控制的油流,无论速度和负载如何,油膜厚度实际上都可以保持恒定。无间隙静液压螺母非常坚硬,尽管如此,其摩擦力也非常低。在低速下,例如在定位过程中,摩擦力实际上为零。因此,位置精度,最小的移动路径和最慢的速度仅取决于测量系统和控制器。与动载荷相比,静液压滚珠丝杠具有出色的阻尼作用,可作为减震器。它 安静地工作,不会发生由滚珠丝杠引起的众所周知的振动。 静液压导螺杆可与尺寸为40至160 mm的旋转主轴或旋转螺母一起使用,承受10至300 kN的轴向力,速度 为120 m / min,在不同的斜度下最长可达4米,并带有主轴端根据客户信息进行制造。静液压导螺杆辅以静液压固定和浮动轴承及导轨 2。身体基本原理 电能可以以相对较低的力和较高的速度非常有效地转换为机械能。因此,供料器驱动通常使用带导螺杆的快速运行的电动机,以产生较低的滑动速度和较高的进给力。因此,电动机的动力通过很大的杠杆传递到滑块。由于传递元件的质量很高,因此可以用很小的力来精确地调节滑块。线性电动机放弃了这一原理。为了直接产生大的力,必须产生极强的磁场,这只能通过电流和/或高电感线圈来实现。由于电流流过的线圈代表一个电子质量,因此即使负载仅需保持在适当的位置,也必须交替加速大的电气质量以动态改变负载。另外,如果使用高压来改变磁通量,则电动机力的变化受到时间的限制。 导螺杆和伺服电动机仅在很小的程度上存在此问题,因为要控制的电流比线性电动机要小得多。 3.静态和动态载荷的刚度 线性电动机的刚度完全由驱动器的位置控制与必要的线性标尺组合而成。没有定位控制电路,直线电机的刚度为零! 与静态负载相比,直线电机的刚度极高。但是,这也适用于带有使用线性刻度尺控制的静液压丝杠的驱动器。 线性电动机的“动态”刚度由于重定位测量的时间延迟,控制器的反应时间以及磁场的积累而较低。根据一家线性电动机制造商的信息,动态刚度在39 N /μm(对于100 kg的滑块重量)和120 N /μm(对于600 kg的滑块重量)之间,没有提及频率。由于在运动方向上缺少阻尼,因此存在振动振荡滑动负载的共振振荡的危险。 相比之下,带有静液压导螺杆的驱动器的刚度仅为50 mm,主轴长度为400 mm,则其刚度为350至400 N /μm,如果将主轴两侧都夹紧,则其刚性会更高。与主轴的惯性转矩所产生的高阻尼以及静液压导螺杆的进给器轴的总质量一起,与线性电动机相比,这种驱动方式所能获得的振动路径或动态位置偏差要小几倍。由于出色的阻尼,静液压导螺杆的路径振荡也很快消失。一世 4. 加速度 静液压丝杠和直线电机没有组件的条件加速度限制。 加速度受惯性力和进料压力限制。静液压丝杠的使用寿命不会因加速而缩短。 伺服电机还必须加速自身的惯性转矩和丝杠的惯性转矩。尽管如此,现代伺服电动机仍可以在16至34 m / s2的速度下以500或1000 mm的移动长度来加速500或1000 kg的沉重载玻片。对于优化的短行程滑轨,也可能会有更高的加速度值。一世 5.进料压力 连续进料压力约为 直线电机8 kN不足以用于机床制造中的大部分应用。使用尺寸为50 mm的静液压丝杠, 可施加20 kN的压力, 尺寸为125时可施加300 kN的压力! 关于可能的进料压力,静液压丝杠远远优于直线电机!即使在非常缓慢,极快或摆动的情况下,高负载也不会以任何方式对静液压导螺杆的功能和使用寿命产生不利影响。
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