电缸用滚珠丝杠预压调节方法与流程

本发明涉及电缸零件调节方法领域，特别涉及一种电缸用滚珠丝杠预压调节方法。

背景技术：

电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点：精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制。

电缸中一般采用的是滚珠丝杠，滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点，由于其摩擦阻力很小，因此被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

目前，公开号为CN202402583U的中国专利公开了一种滚珠丝杠，从预压形式来说，滚珠丝杠为压缩方向预压滚珠丝杠、过大滚珠预压滚珠丝杠或者当无负载时在所述螺母或所述丝杠轴的轴向上设置游隙而形成的微隙滚珠丝杠。

这种滚珠丝杠是通过利用冷却和加热螺母的温度调节构件冷却或加热螺母来控制预压载荷和螺母刚性。

公开号为CN202381637U的中国专利公开了一种滚珠丝杠副，它包括丝杠、依次套装在丝杠上的第一螺母、预压片、第二螺母，所述预压片的一端经销与第一螺母连接，所述预压片的另一端经键与第二螺母连接，所述预压片上一前一后螺接有分别与键的前侧壁和后侧壁相抵的调压杆。

这种滚珠丝杠副是通过调节预压片来调节滚珠丝杠副的预紧力。

而滚珠丝杠在运用到电缸内时，由于螺母在螺纹的作用下旋转并且发生位移，由于丝杠只在靠近电机的一侧固定支撑，而另一侧悬空设置，当螺母滑动到靠近电机的位置时，由于行程较长，悬空的长度比较大，丝杠远离电机的一端会产生晃动，其旋转不平稳，会产生噪音，甚至会有丝杠打缸的情况发生。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电缸用滚珠丝杠预压调节方法，其具有能够让丝杠平稳旋转，降低噪声，避免打缸情况发生的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电缸用滚珠丝杠预压调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：材料选型，按照滚珠丝杠型号准备若干种直径的滚珠，以及与滚珠丝杠上螺母适配的安装架；

S2：安装滚珠，将滚珠丝杠上的螺母拆下，套设于安装架内，选用一定直径的滚珠，使用安装扳手将若干个滚珠依次塞入螺母内的螺纹中，使若干个滚珠依次排列并且布满整个螺纹；

S3：试运行准备，将螺纹内布满滚珠的螺母套设并安装回螺纹丝杠上，再将滚珠丝杠安装至电缸中进行试运行；

S4：试运行前检查，检测每个螺栓、螺母的松紧度并标记，检测主动带轮和从动带轮之间的平行度，确保伺服电机输出轴或减速机输出轴的偏心、偏角、轴向偏差在规定的范围内，保证检测伺服电机型号或减速机型号正确，确保伺服电机与减速机的安装孔位置正确；

S5：试运行，开启伺服电机，分别将其转速调整至低速、中速和高速，聆听是否存在打缸声，并使用噪声检测仪分别对低速、中速和高速运转的电缸噪声进行测定，并记录噪声值；

S6：记录数值，依据标准分别检测产品的重复定位精度、行走等高度和顺畅度，并分别记录所得的数值；

S7：完成调节，将测得的噪声值、重复定位精度、行走等高度和顺畅度与标准比较，如数值不符合标准，则将滚珠丝杠及螺母拆下，更换直径较大的滚珠，重复S2～S6，直至所得的噪声值、重复定位精度、行走等高度和顺畅度均处于标准内，完成调节过程。

通过采用上述技术方案，由于螺母与丝杠之间是通过螺纹配合的，螺纹之间设置若干滚珠，滚珠的作用一方面是将螺母与丝杠之间的滑动摩擦转化为滚珠与螺纹表面之间的滚动摩擦，滚珠丝杠的失效通常是由螺母的磨损引起的，滚珠介于螺母与丝杠之间，滚珠会作为主要承受对象以承受较多的摩擦，能够减少螺母与丝杠的磨损；

另一方面，滚珠介于螺母与丝杠之间能够减少螺母与丝杠之间的间隙，以增加螺母对丝杠的压力，通过更换不同直径大小的滚珠就能够改变螺母对丝杠的预压，确保在操作过程中滚珠丝杠整体的刚度，预压过小，则螺母与丝杠之间的间隙过大，丝杠晃动程度大，预压过大，则滚珠与螺纹之间的产生较大的相互压力，容易损坏滚珠丝杠，因此需要选择合适的预压，在合适的预压下，丝杠的旋转平稳，不产生晃动和打缸现象；

更换滚珠后对丝杠运行时产生的噪声进行评测，更换和评测的过程较为简便，还可以在一定程度上反映丝杠运转的平稳程度，再配合滚珠丝杠运行时的重复定位精度、行走等高度和顺畅度，就能够很好地确定适合特定滚珠丝杠的型号，达到良好的调整预压的效果。

进一步设置：所述S2中滚珠按照直径从小到大的顺序进行更换，滚珠的直径在2.778mm～3.115之间。

通过采用上述技术方案，将滚珠按照直径从小到大的顺序进行更换，可以使螺母与丝杠之间的间隙由大到小进行变化，滚珠直径较大时，丝杠运行的平稳程度较高，而相对应的摩擦也会增加，因此滚珠直径由小到大进行更换可以以较小的摩擦提供较为合适的平稳度，从而尽可能提高滚珠丝杠的使用寿命。

进一步设置：所述S4中主动带轮和从动带轮之间的倾斜度误差小于2％，主动带轮和从动带轮轴向错位小于轮缘宽度的5％。

通过采用上述技术方案，伺服电机具有可控制速度，位置精度准确的优点，可以将电信号转化为转矩和转速以驱动对象，

进一步设置，所述S6中重复定位精度的要求为：螺杆传动偏差值在±0.01mm，皮带传动偏差值在±0.01mm，行走等高度偏差值在±0.03mm，顺畅度要求为：推力偏差小于标准推力的5％。

通过采用上述技术方案，将重复定位精度、行走等高度偏差和顺畅度限定在一定的要求范围内，可以使伺服电机带动丝杠的传动更加精准，防止因配合不准确而引起的丝杠晃动或打缸现象产生。

进一步设置：所述S7中噪声标准值在65dB～72dB之间，测量位置为30cm处。

通过采用上述技术方案，由于伺服电机带动丝杠旋转会有一定的噪音，而丝杠转动越平稳，噪音越接近极低值，将噪声标准设定在65dB～72dB之间可以保持较为平稳的旋转，且滚珠对螺纹的作用力适中，减小滚珠对螺纹的影响。

作为优选，所述S5中低速为1～1000r/min，中速为1001～1800r/min，高速为1801～3000r/min。

本发明的另一目的是提供一种安装架。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种安装架，包括圆柱形状的安装底座和辅助轴，安装底座上设有安装孔，安装孔的直径与滚珠丝杠上螺母的直径相同，安装底座上背向安装孔的一侧设有凸缘，辅助轴穿透安装底座的圆心设置，辅助轴的直径与滚珠丝杠上丝杠的直径相同。

通过采用上述技术方案，安装时，操作人员可以将滚珠丝杠的螺母置于安装孔内，并将辅助轴依次穿过螺母和安装架设置，由于辅助轴的直径与丝杠的直径相同，可以将塞进螺纹内的滚珠进行定位，同时避免选用较大直径的滚珠而导致丝杠无法穿设在螺母内，凸缘配合安装底座的使用可以方便操作人员手持安装架，这种安装架使用较为简易，造价低廉，可以方便操作人员对螺母内滚珠进行安装。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

这种调节方法可以较为方便地对各种型号的滚珠丝杠内滚珠的型号进行适配，从而确定滚珠对螺母和丝杠较为适宜的压力，由此可以让丝杠在转动的过程中尽可能保持平稳，减少丝杠旋转过程中的晃动，以降低运行中的噪声，减少打缸情况的发生。

附图说明

图1是滚珠丝杠的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是实施例1与安装架的使用状态图。

图中，1、安装底座；11、安装孔；12、凸缘；13、辅助孔；2、辅助轴；3、螺母；4、丝杠。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种安装架，如图1和图2所示，其包括圆柱形状的安装底座1，安装底座1的底部设有凸缘12，凸缘12呈圆柱形状，安装底座1的直径大于凸缘12的直径，安装底座1的顶部设有安装孔11，安装孔11向下凹陷并呈圆柱形状设置，其内径与滚珠丝杠内螺母3的直径相同。

参见图2和图3，安装底座1的最中间开有辅助孔13，辅助孔13穿透安装底座1设置，辅助孔13内设有辅助轴2，辅助轴2的直径与辅助孔13的直径和滚珠丝杠中丝杠4的直径均相同，辅助轴2依次穿透安装底座1和凸缘12设置。

参见图3，当操作人员需要将滚珠安装至滚珠丝杠的螺母3中时，将螺母3底部直径较大的一端置于安装孔11内，由于安装孔11的直径与螺母3底部的直径相同，螺母3卡设在安装孔11内，并将螺纹露出，再将辅助轴2依次穿透螺母3、安装底座1和凸缘12设置，此时操作人员可以使用扳手将同一型号的若干个滚珠依次压进螺纹中，使滚珠布满并依次排列在螺纹内，由于辅助轴2的直径与丝杠4的直径相同，将辅助轴2从螺母3上拆卸后，丝杠4能够直接穿设并适配于螺母3。

实施例2：一种电缸用滚珠丝杠预压调节方法，其包括如下步骤：

S1：材料选型，按照滚珠丝杠型号准备若干种直径的滚珠，以及与滚珠丝杠上螺母适配的安装架，滚珠的直径在2.778mm～3.115mm之间；

S2：安装滚珠，将滚珠丝杠上的螺母拆下，套设于安装架内，选用一定直径的滚珠，使用安装扳手将若干个滚珠依次塞入螺母内的螺纹中，使若干个滚珠依次排列并且布满整个螺纹；

S3：试运行准备，将螺纹内布满滚珠的螺母套设并安装回螺纹丝杠上，再将滚珠丝杠安装至电缸中进行试运行；

S4：试运行前检查，检测每个螺栓、螺母的松紧度并标记，检测主动带轮和从动带轮之间的平行度，保证主动带轮和从动带轮之间的倾斜度误差小于2％，主动带轮和从动带轮之间的轴向错位小于轮缘宽度的5％；同时确保伺服电机输出轴或减速机输出轴的偏心、偏角、轴向偏差在规定的范围内，保证检测伺服电机型号或减速机型号正确，确保伺服电机与减速机的安装孔位置正确；

S5：试运行，开启伺服电机，分别将其转速调整至低速、中速和高速，聆听是否存在打缸声，并使用噪声检测仪分别对低速、中速和高速运转的电缸噪声进行测定，并记录噪声值；

S6：记录数值，依据标准分别检测产品的重复定位精度、行走等高度和顺畅度，并分别记录所得的数值；

S7：完成调节，将测得的噪声值、重复定位精度、行走等高度和顺畅度与标准比较，如数值不符合标准，则将滚珠丝杠及螺母拆下，更换其他直径类型的滚珠，更换时按滚珠直径从小到大的顺序进行更换，重复S2～S6，直至所得的噪声值、重复定位精度、行走等高度和顺畅度均处于标准内，完成调节过程。

测量噪声值时，将测量位置确定在距离电机输出轴端30cm处，至测得的噪声值在在65dB～72dB之间则符合标准，测试噪声值前，确保螺杆传动偏差值在±0.01mm，皮带传动偏差值在±0.01mm，行走等高度偏差值在±0.03mm，顺畅度测定时，推力偏差小于标准推力的5％。

现以公称直径d₀＝32mm，公称导程P_h＝4mm，丝杠外径d₁＝31.1mm，丝杠底径d₂＝28.9，循环圈数为3圈的滚珠丝杠作为检测对象，在螺杆传动偏差值为0.01mm，皮带传动偏差值为0.01mm，行走等高度偏差值为0.03mm，顺畅度测定时，推力偏差为标准推力的5％的情况下进行检测，选用不同型号的滚珠为其适配，得到检测结果如下表：

从上表可以看出，在相同类型的滚珠丝杠中，滚珠直径越大，其使用时噪声值越逼近65dB的极低值，且其预压值越大，即滚珠对于丝杠和螺母的压力越大，然而预压值超过一定量后，滚珠丝杠的径向刚度会受到影响，因此实施例5中滚珠的直径较为示意，能够达到较小的噪声值、较平稳的旋转状态和较大的径向刚度，能够使滚珠丝杠工作过程较为平稳，且能在一定程度上提升滚珠丝杠的使用寿命。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。