一種雙螺母滾珠絲杠副自動預(yù)緊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于雙螺母滾珠絲杠副自動預(yù)緊的裝置，屬于滾珠絲杠副預(yù)緊力調(diào)整技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]制造業(yè)不僅是高新技術(shù)的載體，而且是高新技術(shù)發(fā)展的動力。滾珠絲杠副作為機床上進給與操縱控制的主要傳動裝置，在機加工領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。隨著數(shù)控機床的不斷發(fā)展，對滾珠絲杠副傳動精度提出了越來越高的要求。
[0003]滾珠絲杠預(yù)緊的方式有雙螺母預(yù)緊和單螺母預(yù)緊兩種。
[0004]雙螺母預(yù)緊方式又有壓縮預(yù)緊法，即通過兩個螺母間的預(yù)壓片，預(yù)壓片薄，將兩個螺母緊緊拉在一起，達到預(yù)緊；拉伸預(yù)緊法，即同壓縮相反，預(yù)壓片厚，擠壓二螺母，分開螺母，達到預(yù)緊；螺紋預(yù)緊法，即旋動兩個螺母間的預(yù)調(diào)螺絲，使螺母相向或反向錯動，達到預(yù)緊；齒差預(yù)緊法，即在一個螺母和墊片上鉆有幾個孔，用銷子配合不同的孔達到預(yù)緊；彈簧預(yù)緊法等。單螺母預(yù)緊方式又有大鋼珠預(yù)緊法，即鋼珠比珠槽大，四點接觸，以此達到預(yù)緊目的；導(dǎo)程偏移預(yù)緊法，即螺母里的珠槽，與螺桿上的珠槽，有反方向的一個位移差，以此來達到預(yù)緊。
[0005]滾珠絲杠副預(yù)緊方式影響其傳動精度。對于純傳動的情況，一般要求傳動靈活，允許有一定返向間隙，多選用單螺母；對于不允許有返向間隙的精密傳動的情況，則需選擇雙螺母預(yù)緊，它能調(diào)整預(yù)緊力的大小，保持性好，并能夠重復(fù)調(diào)整。
[0006]由于制造和裝配的誤差，滾珠絲杠副總是存在間隙，同時滾珠絲杠在軸向載荷的作用下，滾珠和螺紋滾道接觸部位會產(chǎn)生彈性變形，滾珠絲杠與螺母間隙的大小會直接影響到數(shù)控機床實際加工的精度，為此，應(yīng)盡量設(shè)法予以消除或減小。在數(shù)控機床裝配中，廣泛采用預(yù)緊力消除滾珠絲杠傳動的間隙。滾珠絲杠的預(yù)緊力是滾珠絲杠副中產(chǎn)生絲杠摩擦力矩的主要參數(shù)，對螺母施加預(yù)緊力，可以提高滾珠絲杠副的軸向剛度和定位精度。另外，高加速起、停以及外部負載變化、溫度變化等因素，要求滾珠絲杠副預(yù)緊力也要能實時調(diào)整以保證滾珠絲杠副傳動具有較高的動力學(xué)性能。
[0007]針對上述分析，為提高滾珠絲杠副傳動的精度保持性和可靠性，實現(xiàn)精密傳動，多選用雙螺母預(yù)緊方式，但均不能實現(xiàn)實時的檢測和控制預(yù)緊力大小。
[0008]中國專利文獻CN203656087U公開的《預(yù)緊力可精確調(diào)整的雙螺母滾珠絲杠副》，包括絲杠、主螺母、雙頭螺柱型壓力傳感器、預(yù)緊墊片、預(yù)緊螺母、副螺母、壓力傳感器采集設(shè)備、計算機，主螺母與副螺母之間沿周向均勻布置若干個雙頭螺柱型壓力傳感器，每個雙頭螺柱型壓力傳感器的左、右端螺柱通過預(yù)緊墊片、預(yù)緊螺母分別與主螺母右邊的法蘭和副螺母左邊的法蘭聯(lián)結(jié)，每個雙頭螺柱型壓力傳感器通過壓力傳感器采集設(shè)備連接計算機。雙頭螺柱型壓力傳感器數(shù)量為3-6個。該雙螺母滾珠絲杠副雖然能夠?qū)崿F(xiàn)雙螺母滾珠絲杠副預(yù)緊力的精確調(diào)整，但是并不能實現(xiàn)自動調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有滾珠絲杠副預(yù)緊技術(shù)存在的不能精確反映和調(diào)整預(yù)緊力的大小等不足，提供一種可靠高效、能夠根據(jù)滾珠絲杠副的外加負載自動調(diào)整預(yù)緊力大小的雙螺母滾珠絲杠副自動預(yù)緊裝置。該裝置能夠滿足高性能機械傳動要求。
[0010]本發(fā)明的雙螺母滾珠絲杠副自動預(yù)緊裝置，采用如下技術(shù)方案:
[0011]該裝置，包括預(yù)緊器和驅(qū)動電源:
[0012]預(yù)緊器，包括超磁致伸縮筒體、激勵線圈、初始預(yù)緊螺栓和力傳感器；超磁致伸縮筒體套裝在雙螺母滾珠絲杠副的絲杠上并處于雙螺母滾珠絲杠副的兩個螺母之間，超磁致伸縮筒體與一個螺母之間設(shè)置有力傳感器，在一個螺母上設(shè)置初始預(yù)緊螺栓；激勵線圈通過線圈架置于超磁致伸縮筒體的外部，雙螺母滾珠絲杠副的兩個螺母之間連接有防止兩個絲杠螺母發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的螺柱；激勵線圈與驅(qū)動電源中的可控恒流源連接；
[0013]初始預(yù)緊螺栓用于調(diào)節(jié)雙螺母滾珠絲杠副的初始預(yù)緊力，該預(yù)緊力的大小限定在絲杠所受負載的三分之一。激勵線圈的外側(cè)設(shè)置有線圈套筒，以保護激勵線圈。
[0014]驅(qū)動電源，包括微處理器、DA轉(zhuǎn)換器(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、可控恒流源和AD轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，微處理器分別與DA轉(zhuǎn)換器和AD轉(zhuǎn)換器連接，DA轉(zhuǎn)換器與可控恒流源連接，可控恒流源與激勵線圈連接，AD轉(zhuǎn)換器與力傳感器連接。微處理器通過DA轉(zhuǎn)換器控制可控恒流源輸出到激勵線圈的電流，從而改變驅(qū)動超磁致伸縮筒體的磁場大小，進而控制預(yù)緊力的輸出。通過力傳感器將施加在兩個螺母之間的力的值經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后反饋給微處理器。
[0015]線圈架與超磁致伸縮筒體之間設(shè)有絕熱層，在線圈架上設(shè)置螺旋氣道，采用氣動冷卻方法散熱。以此降低激勵線圈產(chǎn)生的熱量對整個裝置的影響，提高滾珠絲杠預(yù)緊的精度。
[0016]啟動作業(yè)后，由力傳感器實時測量絲杠螺母之間預(yù)緊力的大小，并將信號傳輸至微處理器，若與微處理器內(nèi)設(shè)定的預(yù)緊力要求有偏差，則微處理器發(fā)出指令，使得可控恒流源調(diào)節(jié)輸出到激勵線圈的電流大小，進而調(diào)節(jié)驅(qū)動磁場大小，驅(qū)動磁場的變化又使得超磁致伸縮筒體產(chǎn)生伸長或縮短，從而對預(yù)緊力偏差進行補償，實現(xiàn)預(yù)緊力的調(diào)控。
[0017]本發(fā)明采用超磁致伸縮筒體的伸縮來增大或減小絲杠與兩個螺母之間的預(yù)緊力，實現(xiàn)了滾珠絲杠自動預(yù)緊的目標，為提高機械傳動的精度提供了技術(shù)保障。該裝置安全可靠，實現(xiàn)了滾珠絲杠預(yù)緊的自動化調(diào)整，保證了滾珠絲杠副傳動具有較高的動力學(xué)性能，提高了滾珠絲杠副傳動的精度保持性和可靠性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明雙螺母滾珠絲杠副自動預(yù)緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的預(yù)緊力控制原理示意圖。
[0020]圖1中:1.內(nèi)套筒，2.超磁致伸縮筒體，3.A螺母，4.力傳感器，5.A端蓋，6.螺柱，7.線圈架，8.螺母，9.線圈套筒，10.激勵線圈，11.螺旋氣道，12.絕熱層，13.B螺母，14.B端蓋，15.外套筒，16