1. 改进滚珠螺母结构。包括三个方面:①改进预加负荷的方式,对预紧力Fp实施动态控制。在高速运转时为保持滚珠丝杠副在全行程范围内刚度和精度不发生变化,必须使Fp不丢失,动态预紧转矩Tp恒定。国外研制出一种可在工作过程中连续自动调节预紧力的装置。该装置包括调节器(压电陶瓷)和传感器,将其配置在双螺母之间,当预紧力Fp在工作中发生变化时(丝杠中径的不一致性也会导致Fp变化),由传感器发出信号,利用CNC控制系统发出指令通过调节器的膨胀和压缩对预紧力进行适时补偿。国内华东理工大学曾在1990年前研制出PVF2压电薄膜预紧力传感器,可对预紧力直接测量。②滚珠在进出反向机构时会重复产生布里涅耳(Brinell)效 应,即布氏撞击耗损,在高速时这种重复撞击尤为明显,并伴有噪声。因此应针对高速的要求对循环反向机构进行优化设计。在这方面的工作包括:内循环反向结构及回珠槽曲线参数的优化;采用高含油、高密度纤维减摩材料使滚珠在循环时“软着陆”;外循环导珠管采用高强度厚壁优质合金材料、加大曲率半径、对管壁和管舌实施强化处理;反向器和导珠管在滚珠螺母体上的坐标位置优化布局等。③其它减振减噪措施有:在滚珠螺母体周边配置防噪声套管;外插管的固定采用高强度工程塑料并将导珠管外露部分全部复盖;在丝杠轴行程端部配置缓冲减振器等。
2. 对滚珠丝杠副实施双电动机驱动。用一个伺服电动机驱动滚珠丝杠轴。另一个伺服电动机以相反方向驱动由轴承支撑的滚珠螺母,这样在不增加丝杠转速的情况下,工作台的进给速度几乎可提高一倍。
3. 当丝杠行程很长时,可将“丝杠转动→螺母移动”的丝杠驱动方式改为“丝杠固定,螺母一边转动一边移动”的螺母驱动方式。其好处在于消除了临界转速Nc的限制,避免了长丝杠在高速转动时产生的一系列令人烦脑的问题。
4. 采用PVD涂层改善滚珠丝杠副的摩擦特性。据有关文献介绍,在螺纹滚道、滚珠反向通道、钢球表面采用PVD涂层可使高速运转时的摩擦力矩降低10%左右,并明显减少钢球在非纯滚动的“滑移”过程中对螺纹滚道的擦伤,降低温升,提高运动的平稳性,延长使用寿命。当采用导程PA=40mm时,移动线速度可达120m/min。
源自:中国机械资讯网