间隙配合式丝杠预紧装置的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及间隙配合式丝杠预紧装置。

背景技术：

机床上的丝杠在高速传动过程中，丝杠常会发热，从而使丝杠产生形变，造成丝杠的导程变长，进而产生误差，影响机床的精度。

目前通常是通过对丝杠进行预拉伸来解决上述问题。如中国专利申请号为201310355584.X的发明专利公开了滚珠丝杆轴向预紧装置，通过对丝杆的轴向拉伸，从而提高了丝杆的直线运行精度和动态响应精度等。

但是，该装置在对丝杆调整预紧过程中，只能通过调整螺杆来对丝杆进行调整，调整的方式比较单一，不能对丝杆进行粗调和微调，调整的误差较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供间隙配合式丝杠预紧装置，以实现对丝杠进行粗调和微调，提高调整的精度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：间隙配合式丝杠预紧装置，包括机床床体，机床床体的一端设有第一轴承座，机床床体的另一端滑动连接有滑动架，滑动架上滑动连接有第二轴承座，第一轴承座和第二轴承座上均设有轴承组合、压紧螺母和轴承压盖；滑动架上设有第一活塞腔，第一活塞腔内滑动连接有第一活塞，第一活塞上连接有用于推动第二轴承座的第一活塞杆，第一活塞腔上设有插板，插板穿过第一活塞腔的侧壁，插板的两端分别位于第一活塞腔的内侧和外侧，第一活塞远离第一活塞杆的侧部与插板间歇性相抵；第一活塞腔的外侧设有与第一活塞腔连通的气泵；滑动架上连接有测力计，气泵与第一活塞腔之间连接有气压计；第一活塞腔上连接有调温机构。

本方案的工作原理为：使用时，将丝杠的两端分别穿过第一轴承座、第二轴承座以及第一轴承座上的轴承组合和第二轴承座上的轴承组合，并用压紧螺母和轴承压盖进行固定。借助外力拉动滑动架，使滑动架在机床床体上向远离第一轴承座方向移动，滑动架带动第二轴承座远离第一轴承座，从而对丝杠进行拉伸，实现丝杠的粗调。粗调过程中，第二轴承座具有反向推动第一活塞杆的推力，此时，插板插在第一活塞腔中，插板与第一活塞相抵，从而防止第一活塞杆受到第二轴承座反向的推力而推动第一活塞在第一活塞腔内滑动，从而保证第二轴承座与滑动架之间的相对位置不变，保证粗调的精度。

粗调过程中，测力计用于测定滑动架所受到的气缸的拉力，根据力的作用是相互的原理和可知，丝杠拉动第二轴承座的反向拉力等于测力计的拉力。当微调时，通过气泵向第一活塞腔内注入气体，通过观察气压计，使注入到第一活塞腔中的气体的压力与测力计的所测出的拉力相等。然后再滑动插板，使插板不再阻挡第一活塞，第一活塞腔中的气压作用在第一活塞上。由于注入到第一活塞腔中的气体的压力与测力计的所测出的拉力相等，故第一活塞受到的气体的压力等于第二轴承座通过第一活塞杆作用在第一活塞上的反向推力，故第一活塞在第一活塞腔内不会移动，由此保证了第二轴承座和滑动架的相对位置不会移动，从而也保证了粗调的精度。

然后通过调温机构，对第一活塞腔中的气体的温度进行调节。根据气体热胀冷缩的原理可知，当第一活塞腔中的气体温度发生变化时，第一活塞腔中的气压发生变化，从而使第一活塞所受的气压发生变化，第一活塞所受的气体压力值和第二轴承座所给予的反向推力值不再相等，第一活塞在第一活塞腔内轻微滑动。由此，第一活塞带动第一活塞杆轻微移动，第二轴承座跟随第一活塞杆在滑动架上轻微移动，从而实现了第二轴承座的微调，进而实现了丝杠拉伸的微调。

采用上述技术方案时，具有以下有益效果：1、通过外力拉动滑动架在机床床体上滑动，滑动架拉动第二轴承座，从而实现了丝杠的粗调。通过调温机构，对第一活塞腔内的气体的温度进行调节，根据气体热胀冷缩的原理，从而对第一活塞腔内的气压进行调节，第一活塞根据第一活塞腔内的气压不同而滑动，第二轴承座由于与第一活塞杆相抵，故第二轴承座跟随第一活塞的滑动而在滑动架上滑动，从而实现了第二轴承座的微调。本装置实现了丝杠的粗调和微调，具有两种调节方式，从而提高了丝杠拉伸调节的精度。2、由于插板插在第一活塞腔中，故粗调过程中，插板与第一活塞相抵，第二轴承座不会通过第一活塞杆推动第一活塞在第一活塞腔内反向滑动，从而保证了第二轴承座与滑动架的相对静止，保证粗调的精度。3、通过观察测力计和气压计，向第一活塞腔内通入的气体的气压的大小与测力计所测的拉力大小相等，从而使得第一活塞所受到的气体压力大小与第二轴承座所作用在第一活塞杆上的反向推力大小相等，由此，当气体与第一活塞相互作用时，第一活塞在第一活塞腔内处于静止状态，从而保证第二轴承座与滑动架的相对静止，也保证了粗调的精度。

进一步，滑动架上设有第二活塞腔，第二活塞腔内滑动连接有第二活塞，第二活塞上连接有与插板连接的第二活塞杆，第二活塞杆上设有推动部，第二活塞腔与第一活塞腔连通，第二活塞腔与第一活塞腔之间设有使气体从第二活塞腔单向进入到第一活塞腔中的单向阀。当向第一活塞腔外侧方向滑动插板时，插板推动第二活塞杆，第二活塞杆推动第二活塞在第二活塞腔内滑动，从而将第二活塞腔内的气体推入到第一活塞腔中，防止第一活塞腔中插板所占用的空间变小而使第一活塞腔的整个空间变大造成的第一活塞腔中的气压减小，第二活塞腔中的气体补入到第一活塞腔中，增多了第一活塞腔中的气体含量，从而起到了对第一活塞腔中的气体稳压的作用，保证第一活塞腔中的气压不变，进而保证了粗调的精度。

进一步，第一轴承座转动连接在机床床体上，第一轴承座上连接有转轴，转轴远离第一轴承座的一端转动连接在机床床体上。由此，第一轴承座通过转轴转动连接在机床床体上，由于第一轴承座转动连接在机床床体上，故第一轴承座可根据丝杠所受到的拉力的方向而自动转动调节，从而保证丝杠所受到拉力始终与丝杠轴中心线位于同一直线上，防止出现因丝杠受到的拉力方向出现偏差而不与丝杠轴中心线位于同一直线上造成的丝杠弯曲、断裂等现象。

进一步，转轴与机床床体之间设有双轴承。双轴承用于使转轴与机床床体之间转动连接的更加顺畅。

进一步，滑动架上连接有滑板，滑板滑动连接在机床床体上，气泵、调温机构均位于滑板上。由此，滑动架在机床床体上滑动时，滑动架通过滑板带动气泵和调温机构一同移动，从而保证了滑动架分别与气泵、调温机构之间的相对位置不变。

进一步，第一活塞杆上连接有推板，推板与第二轴承座相抵。由此，第一活塞杆通过推板与第二轴承座相抵，推板相比第一活塞杆直接与第二轴承座相抵，提高了与第二轴承座的接触面积，使第二轴承座与第一活塞杆之间的作用力更加稳定。

进一步，滑动架上连接有拉杆。拉杆便于外界的驱动机构拉动滑动架滑动。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正向剖视图；

图2为第一活塞腔和第二活塞腔的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机床床体1、滑动架2、第二轴承座3、第一轴承座4、转轴5、双轴承6、轴承组合7、压紧螺母8、丝杠9、轴承压盖10、滑动腔11、测力计12、拉杆13、推板14、第二活塞腔15、第二活塞16、推动部17、第二活塞杆18、通管19、单向阀20、第一活塞杆21、第一活塞22、插板23、气管24、气压计25、导热杆26、调温机构27、气泵28、滑板29。

实施例基本如附图1-图2所示：间隙配合式丝杠预紧装置，包括机床床体1，机床床体1的右端设有第一轴承座4，第一轴承座4转动连接在机床床体1上，第一轴承座4和机床床体1的具体转动连接关系为：第一轴承座4的底部焊接有转轴5，机床床体1的右端设有转动腔室，转轴5的底端转动连接在机床床体1的转动腔室内，转轴5与机床床体1的转动腔室之间设有双轴承6，所谓的双轴承6是由两个轴承相互组合而成。机床床体1的左端滑动连接有滑动架2，滑动架2与机床床体1之间的具体滑动连接方式为：机床床体1的左端设有横向的滑槽，滑动架2上焊接有滑动连接在滑槽内的导向块。滑动架2上设有滑动腔11，滑动腔11的左端开口，滑动腔11内滑动连接有第二轴承座3。第一轴承座4和第二轴承座3上均设有轴承组合7、压紧螺母8和轴承压盖10，第一轴承座4和第二轴承座3之间贯穿有丝杠9，丝杠9的右端和左端分别穿过第一轴承座4上的轴承组合7和第二轴承座3上的轴承组合7，丝杠9的左端和右端均通过压紧螺母8和轴承压盖10分别固定在第二轴承座3和第一轴承座4上。

滑动架2上设有第一活塞腔和第二活塞腔15，第一活塞腔位于第二活塞腔15的下方，第一活塞腔内横向滑动连接有第一活塞22，第一活塞22上连接有位于第一活塞22左侧的第一活塞杆21，第一活塞杆21的左端上焊接有推板14，推板14的顶部穿过滑动架2位于滑动腔11内，推板14横向滑动连接在滑动腔11内，推板14与第二轴承座3的右侧部相抵。第一活塞腔上设有位于第一活塞22右侧的插板23，插板23穿过第一活塞腔的上壁，插板23的下端和上端分别位于第一活塞腔的内侧和外侧，第一活塞22的右侧部与插板23间歇性相抵。滑动架2的右侧焊接有横向滑动连接在机床床体1上的滑板29，滑板29上设有与第一活塞腔连通的气泵28，气泵28与第一活塞腔之间连接有气管24，气管24上设有气压计25，滑板29上还设有调温机构27，本实施中的调温机构27包括电热丝和插入到第一活塞腔中的导热杆26，导热杆26与电热丝连接。第二活塞腔15内竖向滑动连接有第二活塞16，第二活塞16上连接有与插板23焊接的第二活塞杆18，第二活塞杆18上设有推动部17，第二活塞腔15与第一活塞腔之间连通有通管19，通管19上设有使气体从第二活塞腔15单向进入到第一活塞腔中的单向阀20。滑动架2的左侧部上连接有拉杆13，滑动架2上连接有用于测量滑动架2所受拉力的测力计12。

具体实施过程如下：使用时，使插板23的底端与第一活塞腔的底部相抵且密封，插板23与第一活塞22的右侧部相抵。通过外界的驱动机构向左拉动拉杆13，外界驱动机构可为气缸，拉杆13向左拉动滑动架2，滑动架2在机床床体1上向左滑动，滑动架2带动第二轴承座3向左远离第一轴承座4，从而对丝杠9进行拉伸，实现丝杠9的粗调。粗调过程中，根据力的作用是相互的原理可知，第二轴承座3具有向右推动推板14的推力，此时，插板23插在第一活塞腔中，插板23与第一活塞22相抵，从而防止第一活塞杆21受到推板14的推力而推动第一活塞22在第一活塞腔内向右滑动，进而防止第二轴承座3在滑动架2上向右滑动，保证粗调的精度。

粗调过程中，测力计12用于测定滑动架2所受到的气缸的拉力，根据力的作用是相互的原理和力的平衡原理可知，丝杠9向右拉动第二轴承座3的反向拉力等于测力计12的拉力。当微调时，通过气泵28向第一活塞腔内注入气体，通过观察气压计25，控制注入到第一活塞腔中的气体的压力值与测力计12的所测出的拉力值相等。然后再向上滑动插板23，使插板23不再与第一活塞腔的底部密封，第一活塞腔中的气压作用在第一活塞22上。由于注入到第一活塞腔中的气体的压力值与测力计12的所测出的拉力值相等，故第一活塞22受到的气体的向左压力大小等于第二轴承座3通过推板14和第一活塞杆21所给予的向右的反向推力大小，故第一活塞22在第一活塞腔内不会移动，由此保证了第二轴承座3和滑动架2的相对位置不会移动，从而也保证了粗调的精度。同时，通过推动部17向上滑动插板23时，第一活塞腔中插板23所占用的空间减小，第一活塞腔中的空间变大，在第一活塞腔中气体含量不变的情况下，第一活塞腔中的气压会减小。但是，插板23向上推动第二活塞杆18，第二活塞杆18推动第二活塞16在第二活塞腔15内向上滑动，从而将第二活塞腔15内的气体通过通管19推入到第一活塞腔中，防止第一活塞腔的空间变大而造成的第一活塞腔中的气压减小，第二活塞腔15中的气体补入到第一活塞腔中，从而增多了第一活塞腔中的气体含量，第一活塞腔中的气体含量增多，进而起到了对第一活塞腔中的气体稳压的作用，保证第一活塞腔中的气压不变，防止第一活塞腔中的气压减小而使第一活塞22向右滑动，进而防止第二轴承座3在滑动架2上向右滑动，保证了滑动架2和第二轴承座3之间的相对位置不变，保证了粗调的精度。

然后通过调温机构27，通过控制电热丝两端的电压值，从而控制电热丝的功率，从而调节电热丝的发热量，电热丝通过导热杆26对第一活塞腔中的气体的温度进行调节。根据气体热胀冷缩的原理可知，当第一活塞腔中的气体温度发生变化时，第一活塞腔中的气压发生变化，从而使第一活塞腔中的气压变大时，第一活塞22在第一活塞腔中轻微向左滑动，第一活塞腔中的气压变小时，第一活塞22在第一活塞腔中轻微向右滑动。由此，第一活塞22带动第一活塞杆21轻微移动，第二轴承座3跟随第一活塞杆21在滑动架2上轻微移动，从而实现了第二轴承座3的微调，进而实现了丝杠9拉伸的微调。当不再使电热丝的功率发生变化时，此时微调停止。

另外，由于第一轴承座4通过转轴5转动连接在机床床体1上，故当丝杠9所受到的拉力的方向与丝杠9轴中心线不在同一直线上时，第一轴承座4自动转动调节，从而保证丝杠9所受到拉力始终与丝杠9轴中心线位于同一直线上，防止出现因丝杠9受到的拉力与丝杠9不位于同一直线上而造成的丝杠9弯曲、断裂等现象。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本实用新型所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。