絲杠 - 副本.

1、設(shè)備故障分析報(bào)告缸蓋 OP30 SP1絲杠損壞The Maintaince Report第 1 頁 Contents目 錄一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介1.1. 滾珠絲杠品牌介紹國家品牌Logo德國Bosch Rexroth博世力士樂內(nèi)循環(huán)為主，絲母設(shè)計(jì)的便于安裝50年Steinmeyer精密測(cè)量?jī)x器制造，公稱直徑3-100mm，內(nèi)循環(huán)，1920年Kammerer凱麥勒Blis布利斯特殊非標(biāo)的絲杠1981年Star和REXROTH是一家A.Mannesmann曼內(nèi)斯曼高轉(zhuǎn)速高動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)1976年西班牙SHUTON速通Korta柯爾特日本THK世界上第一家滾動(dòng)接觸實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的公司1972NSKIKO黑田精工國家

2、品牌Logo瑞士Eichenberger艾肯伯格GSA行星滾柱絲杠臺(tái)灣上銀HIWINABBA鼎耀AMTTBI銀泰PMI韓國SBC太敬中國優(yōu)勵(lì)聶夫（南京）科技有限公司行星滾柱，德國合資南京工藝裝備廠陜西漢江機(jī)床西安華歐山東博特北京機(jī)床研究所STAR一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介1.1. 滾珠絲杠基礎(chǔ)參數(shù)1.型號(hào)：型號(hào)定義，根據(jù)廠家而定2.公稱直徑徑：絲杠的外徑3.導(dǎo)程：?jiǎn)晤^的導(dǎo)程等于螺距，雙頭的導(dǎo)程等于兩倍螺距4.旋向：左旋，右旋5.精度等級(jí)：根據(jù)使用范圍及要求將滾珠絲杠副分為定位滾珠絲杠幅(P)傳動(dòng)滾珠絲杠副(T)，精度分為七個(gè)等級(jí)，即1、2、3、4、5、6、7、10級(jí)，1級(jí)精度最高，依次降底(c3=0.00

3、8。6.長(zhǎng)度：絲杠的總長(zhǎng)度mm7.頭數(shù)：螺紋線的條數(shù)8. 疲勞強(qiáng)度(無限多次交變載荷作用不會(huì)產(chǎn)生破壞的最大應(yīng)力)滾珠絲杠根據(jù)額定動(dòng)載荷選用，當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算公式為：要求選擇的絲杠額定動(dòng)載荷CaCm。載荷為變化的時(shí)候：9. 剛度（材料受力時(shí)抵抗變形的能力）（什么是強(qiáng)度？斷不斷）主要考慮滾珠絲杠螺母副的接觸和拉壓變形，往往由廠家直接給出剛度值或計(jì)算公式。接觸剛度根據(jù)載荷的不同是一個(gè)變化的非線性值。拉壓剛度根據(jù)螺母至軸端距離的不同而變化。10. 壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速長(zhǎng)徑比較大的滾珠絲杠副，使用時(shí)應(yīng)校核其壓桿穩(wěn)定性，高速旋轉(zhuǎn)的絲杠還應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速以判斷其工作速度與臨界轉(zhuǎn)速的差值，觀察其是柔性軸還是剛性

4、軸。11. 滾珠絲杠的預(yù)拉伸預(yù)拉伸主要用于補(bǔ)償機(jī)床溫升變形時(shí)的絲杠長(zhǎng)度變化量，保證絲杠的導(dǎo)程即使在變形后也能維持在額定值附近，差值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。預(yù)拉伸量應(yīng)略大于熱膨脹量。一般來說絲杠在使用時(shí)，1000mm長(zhǎng)的絲杠在每上升1就有12m的伸長(zhǎng)量，因此即使?jié)L珠絲杠的導(dǎo)程經(jīng)過高精度的加工，也會(huì)因溫升而產(chǎn)生變形，使定位精度有所誤差，除了選擇正確的潤(rùn)滑劑及冷卻方式外 還要增加預(yù)加載和和閉環(huán)系統(tǒng)awmmffLFC332minmaxFFFm一般來說絲杠在使用時(shí)，1000mm長(zhǎng)的絲杠在每上升1oC就有12m的伸長(zhǎng)量，因此即使?jié)L珠絲杠的導(dǎo)程經(jīng)過高精度的加工，也會(huì)因溫升而產(chǎn)生變形，使定位精度有所誤差，除了選擇正確

5、的潤(rùn)滑劑及冷卻方式外 一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介臨界轉(zhuǎn)速也稱危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速在高速情況下產(chǎn)生共振時(shí)所達(dá)到的極限轉(zhuǎn)速，此現(xiàn)象會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，加工機(jī)床損壞。nk - 臨界轉(zhuǎn)速（r/min）fnk- 支承系數(shù)（見右表）d2 - 絲杠螺紋底徑（mm）Ln - 臨界長(zhǎng)度（mm）nk = fnk d2/Ln2 107支承方式fnx固定固定27.4固定支承18.9支承支承12.1固定自由4.3nkper-允許工作轉(zhuǎn)速（r/min）nk - 臨界轉(zhuǎn)速（r/min）nkper 0.8 nk允許工作轉(zhuǎn)速 為了使用的安全性剛度剛度軸軸向總剛度向總剛度 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度受到所有與其相連的部件(如：軸承、支承、螺母座等)的影響。

6、支承剛度支承剛度 支承軸承剛度RaL可從軸承生產(chǎn)廠產(chǎn)品樣本中的查出。螺母剛度螺母剛度 在多數(shù)情況下，絲杠剛度Rs 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于螺母的剛度Rnu，Rnu一般為Rs的3至5倍。a、 無預(yù)加載荷的螺母剛度絲杠剛度絲杠剛度 絲杠剛度Rs取決于安裝支承的形式。1.1. 滾珠絲杠性能參數(shù)一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介滾珠絲杠螺母副由于在絲桿和螺母之間放入了滾珠，使絲桿與螺母間變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而大大地減小了摩擦阻力，提高了傳動(dòng)效率。圖示為滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)示意圖。絲桿1和螺母3上均制有圓弧型面的螺旋槽，將它們裝在一起便形成了螺旋滾道，滾珠4在其間既自轉(zhuǎn)又循環(huán)滾動(dòng)。 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)圖例1-絲杠 2-滾道 3-螺母 4-滾珠滾珠

7、絲杠螺母副的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，摩擦損失小 滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)效率0.850.98，可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無爬行 由于摩擦阻力小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差極小，故運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。傳動(dòng)精度高，反向時(shí)無空程 滾珠絲桿副經(jīng)預(yù)緊后，可消除軸向間隙。磨損小 精度保持性好，使用壽命長(zhǎng)。具有運(yùn)動(dòng)的可逆性可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即絲桿和螺母均可作主動(dòng)件或從動(dòng)件。滾珠絲杠螺母副的缺點(diǎn)：由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絲桿和螺母等元件的加工精度和表面質(zhì)量要求高，故制造成本高。由于不能自鎖，特別是垂直安裝的滾珠絲桿傳動(dòng)，會(huì)因部件的自重而自動(dòng)下降。當(dāng)部件向下運(yùn)動(dòng)且切斷動(dòng)力源時(shí)，由于部件的自重

8、和慣性，不能立即停止運(yùn)動(dòng)。因此必須增加制動(dòng)裝置。1.2. 工作原理和特點(diǎn)一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介1.3. 制造工藝滾珠絲杠有兩種加工方式：精密磨削和冷軋。 磨削絲杠采用去除材料的方式加工，最后經(jīng)過精密研磨而成。 冷軋絲杠由輥?zhàn)訑D壓而成，不去除材料。 加工制造方式與絲母結(jié)構(gòu)沒有必然聯(lián)系。外循環(huán) 滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲桿螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。圖示為常見的外循環(huán)結(jié)構(gòu)形式。在螺母外圓上裝有螺旋形的插管口，其兩端插入滾珠螺母工作始末兩端孔中，以引導(dǎo)滾珠通過插管，形成滾珠的多圈循環(huán)鏈。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。目前應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動(dòng)系統(tǒng)中。

9、1.4. 結(jié)構(gòu)類型內(nèi)循環(huán) 靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)，如圖所示。反向器的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但制造較困難。適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動(dòng)中。一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介 為了保證滾珠絲杠反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除滾珠絲桿螺母副軸向間隙。消除間隙的方法常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位移，使每個(gè)螺母中的滾珠分別接觸絲桿滾道的左右兩側(cè)。用這種方法預(yù)緊消除軸向間隙時(shí)，預(yù)緊力一般應(yīng)為最大軸向負(fù)載的l/3。當(dāng)要求不太高時(shí)，預(yù)緊力可小于此值。1.4. 間隙調(diào)整雙螺母墊片式消隙 如圖所示，此種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、剛度

10、好，應(yīng)用最為廣泛，在雙螺母間加墊片的形式可由專業(yè)生產(chǎn)廠根據(jù)用戶要求事先調(diào)整好預(yù)緊力，使用時(shí)裝卸非常方便。雙螺母墊片調(diào)整法(中間加墊片)圖例雙螺母墊片調(diào)整法(端部加墊片)圖例雙螺母螺紋式消隙 如圖所示，利用一個(gè)螺母上的外螺紋，通過圓螺母調(diào)整兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位置實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，調(diào)整好后用另一個(gè)圓螺母鎖緊，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便，且可在使用過程中，隨時(shí)調(diào)整，但預(yù)緊力大小不能準(zhǔn)確控制。雙螺母螺紋消隙圖例 齒差式消隙 如圖所示，在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與固緊在套筒兩端的內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為Z1、Z2，并相差一個(gè)齒。調(diào)整時(shí)，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母相對(duì)于套筒同方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈

11、，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對(duì)角位移，其軸向位移量為： 式中Z1、Z2為齒輪的齒數(shù)，Ph為滾珠絲杠的導(dǎo)程。hPZZS2111齒差式消隙圖例一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介固定固定-自由自由 適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向絲杠絲杠如圖所示。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，僅適應(yīng)于短絲桿。1.5.1 支撐方式固定固定-支承支承 適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度。如圖所示。滾珠絲桿較長(zhǎng)時(shí)，一端裝止推軸承固定，另一端由深溝球軸承支承。為了減少絲桿熱變形的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。固定固定-固定固定 適用于高轉(zhuǎn)速、高精度。適用于高轉(zhuǎn)速、高精度。如圖所示。這種方式是對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)

12、拉伸安裝。這樣做的好處是：減少絲杠因自重引起的彎曲變形；在推力軸承預(yù)緊力大于絲杠最大軸向載荷1/3的條件下，絲杠拉壓剛度可提高四倍；絲杠不會(huì)因溫升而伸長(zhǎng)，從而保持絲杠的精度。支承支承-支承支承 適用于中等轉(zhuǎn)速，中精度適用于中等轉(zhuǎn)速，中精度一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介1.6. 潤(rùn)滑公稱直徑 首次潤(rùn)滑量 補(bǔ)充潤(rùn)滑量 160.30.05200.60.08250.80.1321.00.2402.00.5502.01.0634.01.0806.01.510010.02.0 在使用滾珠絲杠副時(shí)，必須要有足夠的潤(rùn)滑，如果潤(rùn)滑不夠，將導(dǎo)致摩擦和磨損的增加，造成故障或壽命縮短等。油潤(rùn)滑 一般情況下，用于滾動(dòng)軸承的礦物油都適用

13、。 特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤(rùn)滑比脂潤(rùn)滑佳，這時(shí)滾珠絲杠副的溫升較小。 油潤(rùn)滑的補(bǔ)充潤(rùn)滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到8小時(shí)的補(bǔ)充潤(rùn)滑時(shí)間。脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂的品牌以工作條件和絲杠特性而定。一般要5001000小時(shí)加注，并且要完全替換。采用脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長(zhǎng)時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤(rùn)滑的裝置。補(bǔ)充潤(rùn)滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半。一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介1.7. 常見絲杠故障滾珠絲杠副故障大部分是由于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量下降、反向間隙過大、機(jī)械爬行、潤(rùn)滑不良等原因造成的。下表滾珠絲杠副常見故障以及診斷方法。序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因排除方法

14、1加工件粗糙度值高導(dǎo)軌的潤(rùn)滑油不足夠，致使溜板爬行加潤(rùn)滑油，排除潤(rùn)滑故障滾珠絲杠有局部拉毛或研損更換或修理絲杠絲杠軸承損壞，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)更換損壞軸承伺服電動(dòng)機(jī)未調(diào)整好，增益過大調(diào)整伺服電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)2反向誤差大，加工精度不穩(wěn)定絲杠軸聯(lián)軸器錐套松動(dòng)重新緊固并用百分表反復(fù)測(cè)試滾珠絲杠預(yù)緊力過緊或過松調(diào)整預(yù)緊力，檢查軸向竄動(dòng)值，使其誤差不大于0.015mm滾珠絲杠螺母端面與結(jié)合面不垂直，結(jié)合過松修理、調(diào)整或加墊處理絲杠支座軸承預(yù)緊力過緊或過松修理調(diào)整滾珠絲杠制造誤差大或軸向竄動(dòng)用控制系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償能消除間隙，用儀器測(cè)量并調(diào)整絲杠竄動(dòng)潤(rùn)滑油不足或沒有調(diào)節(jié)至各導(dǎo)軌面均有潤(rùn)滑油其他機(jī)械干涉排除干涉部位3滾珠絲

15、杠在運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)矩過大滾珠絲杠螺母反向器損壞，滾珠絲杠卡死或軸端螺母預(yù)緊力過大修復(fù)或更換絲杠并精心調(diào)整絲杠研損更換伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)接不同軸調(diào)整同軸度并緊固連接座無潤(rùn)滑油調(diào)整潤(rùn)滑油路超程開關(guān)失靈造成機(jī)械故障檢查故障并排除伺服電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警檢查故障并排除4絲杠螺母潤(rùn)滑不良分油器是否分油檢查定量分油器油管是否堵塞清除污物使油管暢通5滾珠絲杠副噪聲滾珠絲杠軸承壓蓋壓合不良調(diào)整壓蓋，使其壓緊軸承滾珠絲杠潤(rùn)滑不良檢查分油器和油路，使?jié)櫥统渥銤L珠產(chǎn)生破損更換滾珠電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)軸器松動(dòng)擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘一. 基礎(chǔ)簡(jiǎn)介2.1. 準(zhǔn)備工作二. 現(xiàn)場(chǎng)絲杠更換1.準(zhǔn)備工具：20-200Nm的力矩扳手；19的內(nèi)六角

16、；拉碼器；卡簧鉗；卡尺；潤(rùn)滑脂；100mm的量塊；專有工具一個(gè)。 2.Z軸原始精度的測(cè)量：將Y .A. X.軸打到基準(zhǔn)點(diǎn)后用100mm的量塊測(cè)量Z軸，記下此位置 例：X=X1-100。3.關(guān)閉機(jī)床，切斷電源和介質(zhì)。4.拆卸之前先將兩旁的區(qū)域清理干凈并封鎖。5.拆電機(jī)上的線，關(guān)閉冷卻液閥門。（電源線要處理好防止進(jìn)水等雜物。）2.2. 拆卸1.先將電機(jī)拆下，（4個(gè)固定螺栓）并將彈性連軸節(jié)一并取出。2.拆下聯(lián)軸節(jié)。 測(cè)量聯(lián)軸節(jié)端面與絲杠端面的距離。 在聯(lián)軸節(jié)上擰上兩顆M8的螺栓（便于擰下固定螺釘）。 將聯(lián)軸節(jié)固定螺釘擰下。（用工具撬住2）中擰上的兩顆螺栓） 將兩顆M8的螺栓擰進(jìn)去，目的是頂出聯(lián)軸節(jié)。

17、（如上圖所示）二. 現(xiàn)場(chǎng)絲杠更換2.2. 拆卸3.拆下絲杠與法蘭的連接并取下法蘭 拆下絲杠和法蘭的固定螺栓8個(gè)（此螺栓在滑臺(tái)內(nèi)部，拆卸時(shí)需要盤動(dòng)絲杠將其盤到滑臺(tái)下方的孔處）。 拔出法蘭固定銷2個(gè)。 拆下法蘭固定螺栓5個(gè)。4.取出絲杠，（絲杠取出時(shí)可能很緊需用力晃動(dòng)）取出的絲杠要水平放好，可以在兩端墊上方木，保證拆卸軸承的時(shí)候不會(huì)弄壞絲杠5.更換軸承，（此過程應(yīng)兩人配合 如下圖右） 拆下軸承前端的鎖緊螺母上的3顆鎖緊螺栓。 用專有工具將鎖緊螺母擰下。 用拉碼器將軸承拉出。 如果需要更換小軸承，就需要用卡簧鉗將小頭的卡簧拆下，之后在用拉碼器將其拉出。二. 現(xiàn)場(chǎng)絲杠更換2.3. 安裝1.回裝軸承，

18、裝軸承時(shí)可以借助管徑適當(dāng)?shù)奶坠軐⑵淝萌搿＃ㄑb小軸承時(shí)用管徑適當(dāng)?shù)奶坠軐⑵淝萌?，然后回裝卡簧和墊片。） 回裝軸承鎖緊螺母，用力矩扳手?jǐn)Q到95Nm然后松開；再擰到75Nm，之后將鎖緊螺母上的3個(gè)鎖緊螺釘用6Nm的力矩?cái)Q上。小軸承支撐孔小軸承支撐孔2.回裝絲杠， 將回裝完軸承的絲杠水平的插入法蘭孔內(nèi)（小軸承端一定要恰好放入軸承支撐孔內(nèi)） 將絲杠螺母固定在法蘭的連接處8個(gè)M8螺栓25Nm。 回裝電機(jī)的連接法蘭，擰上5個(gè)M12螺栓85Nm.3.回裝聯(lián)軸節(jié)，聯(lián)軸節(jié)端面到絲杠端面的距離一定要與事先量好的一致。4.回裝電機(jī)，固定好電機(jī)連接事先拆下的線并連接電機(jī)冷卻管路，打開冷卻閥。5.開啟機(jī)床接通介質(zhì)。6.用100mm的量塊測(cè)量Z軸并要求與事先測(cè)量的一致，如果不同請(qǐng)重新校準(zhǔn)注意事項(xiàng)： 清潔 潤(rùn)滑油管的安裝拆卸 機(jī)床冷卻關(guān)閉 軸承的預(yù)緊 絲母安裝要先預(yù)緊后力矩?cái)Q緊 先潤(rùn)滑后運(yùn)動(dòng)機(jī)床 零點(diǎn)的找正三、絲杠的檢測(cè)3.1. 檢測(cè)同軸度1.用螺釘將4個(gè)等厚的墊片裝在絲母的法蘭上。2.拆下死