二、滾珠絲杠副驅(qū)動方式日趨多樣化
適應(yīng)主機超長行程、重載、高速的需求,滾珠絲杠副的驅(qū)動形式從傳統(tǒng)的“絲杠旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動”發(fā)展為“螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動”,從“單一驅(qū)動”到“雙驅(qū)動,多驅(qū)動”,對“旋轉(zhuǎn)”與“直線”兩大運動方式進行優(yōu)化組合與迭加,使產(chǎn)品功能進一步得到延伸與擴展。螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動有兩大類共三種:機械傳動型AC電動機通過無隙齒帶或定時滑輪驅(qū)動滾珠螺母旋轉(zhuǎn),在固定不動的絲杠反推力作用下帶動工作臺軸向運動。
NSK、Korta、BLIS、LSI、HIWIN、漢江機床、博特精工、優(yōu)勵聶夫等公司在大型、超長滾珠絲杠副都先后推出新產(chǎn)品,并成為2009年北京CIMT2009展會的新亮點,引起業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。機電一體化直驅(qū)型(包括兩種):第一種:一個空心AC電動機的轉(zhuǎn)子與一個滾珠螺母剛性聯(lián)結(jié),直接驅(qū)動螺母旋轉(zhuǎn),使絲杠產(chǎn)生軸向運動。德國INA、Rexroth、日本THK都生產(chǎn)這類產(chǎn)品,用于并聯(lián)機床。對于長絲杠,則絲杠固定,螺母一邊旋轉(zhuǎn)一邊帶動工作臺做直線運動。第二種:德國AMK Amold Mueller 驅(qū)動技術(shù)公司推出“SPINDASYN”驅(qū)動裝置,在一根分別有左旋和右旋螺紋的絲杠上,分別配有左旋和右旋滾珠螺母,并由兩個空心AC電動機串聯(lián)組成,而轉(zhuǎn)子與螺母剛性聯(lián)結(jié)。通過同時改變AC電動機的轉(zhuǎn)數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向,使旋轉(zhuǎn)運動與直線運動迭加組合。
在大型、超長滾珠絲杠副中,滾珠螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動具有以下特點:因絲杠固定不動,避免了大型絲杠旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動和噪聲,大大改善了伺服進給系統(tǒng)的動態(tài)特性。轉(zhuǎn)動慣量小,節(jié)省能源。因避開了絲杠旋轉(zhuǎn)時兩端支承方式和間距對臨界轉(zhuǎn)速n的制約,n.值可更高,有利于高速驅(qū)動。支承旋轉(zhuǎn)螺母的軸承遠遠大于支承絲杠的軸承,軸向支承剛度更高??蓴U展主機功能,完成一軸多驅(qū)動。安裝調(diào)試較方便。無論1型或2型,在滾珠螺母外圓上都要加工出徑向止推軸承的內(nèi)滾道,并要求與內(nèi)螺紋滾道有很高的同軸度。為避免因質(zhì)量偏心引起的振動,螺母體在圓周方向質(zhì)量應(yīng)當均勻,需進行動平衡。據(jù)了解,國內(nèi)不少重型、超長的CNC機床,例如:CNC大型動梁雙坐標落地鏜床、CNC大型龍門鏜銑床、SK7450x10mCNC超長絲杠磨床、CNC水刀切割機、CNC鐳射加工機等都已成功地采用了這一新的驅(qū)動產(chǎn)品。滾珠螺母主驅(qū)動比之直線電機,驅(qū)動功率更大、更節(jié)能、成本低;比之曾長期用于重型機床的齒輪-齒條傳動、的傳動效率更高、運動流暢平穩(wěn)、噪聲小;比之NSK早期的“滾珠蝸母條”,它的結(jié)構(gòu)較為簡單,制造、裝配、調(diào)試也頗為方便。筆者分析認為:在長行程、重載、高速領(lǐng)域,滾珠螺母主驅(qū)動型是結(jié)構(gòu)先進的、具有推廣價值的綠色產(chǎn)品,有較大的市場潛力。
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