丝杠 - 副本.

1、设备故障分析报告缸盖 OP30 SP1丝杠损坏The Maintaince Report第 1 页 Contents目 录一. 基础简介1.1. 滚珠丝杠品牌介绍国家品牌Logo德国Bosch Rexroth博世力士乐内循环为主，丝母设计的便于安装50年Steinmeyer精密测量仪器制造，公称直径3-100mm，内循环，1920年Kammerer凯麦勒Blis布利斯特殊非标的丝杠1981年Star和REXROTH是一家A.Mannesmann曼内斯曼高转速高动态运转1976年西班牙SHUTON速通Korta柯尔特日本THK世界上第一家滚动接触实现直线运动的公司1972NSKIKO黑田精工国家

2、品牌Logo瑞士Eichenberger艾肯伯格GSA行星滚柱丝杠台湾上银HIWINABBA鼎耀AMTTBI银泰PMI韩国SBC太敬中国优励聂夫（南京）科技有限公司行星滚柱，德国合资南京工艺装备厂陕西汉江机床西安华欧山东博特北京机床研究所STAR一. 基础简介1.1. 滚珠丝杠基础参数1.型号：型号定义，根据厂家而定2.公称直径径：丝杠的外径3.导程：单头的导程等于螺距，双头的导程等于两倍螺距4.旋向：左旋，右旋5.精度等级：根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降底(c3=0.00

3、8。6.长度：丝杠的总长度mm7.头数：螺纹线的条数8. 疲劳强度(无限多次交变载荷作用不会产生破坏的最大应力)滚珠丝杠根据额定动载荷选用，当量动载荷计算公式为：要求选择的丝杠额定动载荷CaCm。载荷为变化的时候：9. 刚度（材料受力时抵抗变形的能力）（什么是强度？断不断）主要考虑滚珠丝杠螺母副的接触和拉压变形，往往由厂家直接给出刚度值或计算公式。接触刚度根据载荷的不同是一个变化的非线性值。拉压刚度根据螺母至轴端距离的不同而变化。10. 压杆稳定性和临界转速长径比较大的滚珠丝杠副，使用时应校核其压杆稳定性，高速旋转的丝杠还应校核其临界转速以判断其工作速度与临界转速的差值，观察其是柔性轴还是刚性

4、轴。11. 滚珠丝杠的预拉伸预拉伸主要用于补偿机床温升变形时的丝杠长度变化量，保证丝杠的导程即使在变形后也能维持在额定值附近，差值应在允许范围内。预拉伸量应略大于热膨胀量。一般来说丝杠在使用时，1000mm长的丝杠在每上升1就有12m的伸长量，因此即使滚珠丝杠的导程经过高精度的加工，也会因温升而产生变形，使定位精度有所误差，除了选择正确的润滑剂及冷却方式外 还要增加预加载和和闭环系统awmmffLFC332minmaxFFFm一般来说丝杠在使用时，1000mm长的丝杠在每上升1oC就有12m的伸长量，因此即使滚珠丝杠的导程经过高精度的加工，也会因温升而产生变形，使定位精度有所误差，除了选择正确

5、的润滑剂及冷却方式外 一. 基础简介临界转速也称危险转速在高速情况下产生共振时所达到的极限转速，此现象会造成产品质量下降，加工机床损坏。nk - 临界转速（r/min）fnk- 支承系数（见右表）d2 - 丝杠螺纹底径（mm）Ln - 临界长度（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-允许工作转速（r/min）nk - 临界转速（r/min）nkper 0.8 nk允许工作转速 为了使用的安全性刚度刚度轴轴向总刚度向总刚度 滚珠丝杠传动系统的刚度受到所有与其相连的部件(如：轴承、支承、螺母座等)的影响。

6、支承刚度支承刚度 支承轴承刚度RaL可从轴承生产厂产品样本中的查出。螺母刚度螺母刚度 在多数情况下，丝杠刚度Rs 远远小于螺母的刚度Rnu，Rnu一般为Rs的3至5倍。a、 无预加载荷的螺母刚度丝杠刚度丝杠刚度 丝杠刚度Rs取决于安装支承的形式。1.1. 滚珠丝杠性能参数一. 基础简介滚珠丝杠螺母副由于在丝杆和螺母之间放入了滚珠，使丝杆与螺母间变为滚动摩擦，因而大大地减小了摩擦阻力，提高了传动效率。图示为滚珠丝杆副的结构示意图。丝杆1和螺母3上均制有圆弧型面的螺旋槽，将它们装在一起便形成了螺旋滚道，滚珠4在其间既自转又循环滚动。 滚珠丝杠螺母副结构图例1-丝杠 2-滚道 3-螺母 4-滚珠滚珠

7、丝杠螺母副的优点：传动效率高，摩擦损失小 滚珠丝杆螺母副的传动效率0.850.98，可实现高速运动。运动平稳无爬行 由于摩擦阻力小，动、静摩擦系数之差极小，故运动平稳，不易出现爬行现象。传动精度高，反向时无空程 滚珠丝杆副经预紧后，可消除轴向间隙。磨损小 精度保持性好，使用寿命长。具有运动的可逆性可以将旋转运动转换成直线运动，也可将直线运动转换成旋转运动，即丝杆和螺母均可作主动件或从动件。滚珠丝杠螺母副的缺点：由于结构复杂，丝杆和螺母等元件的加工精度和表面质量要求高，故制造成本高。由于不能自锁，特别是垂直安装的滚珠丝杆传动，会因部件的自重而自动下降。当部件向下运动且切断动力源时，由于部件的自重

8、和惯性，不能立即停止运动。因此必须增加制动装置。1.2. 工作原理和特点一. 基础简介1.3. 制造工艺滚珠丝杠有两种加工方式：精密磨削和冷轧。 磨削丝杠采用去除材料的方式加工，最后经过精密研磨而成。 冷轧丝杠由辊子挤压而成，不去除材料。 加工制造方式与丝母结构没有必然联系。外循环 滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面上的螺旋槽或插管返回丝杆螺母间重新进入循环。图示为常见的外循环结构形式。在螺母外圆上装有螺旋形的插管口，其两端插入滚珠螺母工作始末两端孔中，以引导滚珠通过插管，形成滚珠的多圈循环链。这种形式结构简单，工艺性好，承载能力较高，但径向尺寸较大。目前应用最为广泛，也可用于重载传动系统中。

9、1.4. 结构类型内循环 靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道，使滚珠成单圈循环，如图所示。反向器的数目与滚珠圈数相等。这种形式结构紧凑，刚度好，滚珠流通性好，摩擦损失小，但制造较困难。适用于高灵敏、高精度的进给系统，不宜用于重载传动中。一. 基础简介 为了保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度，必须消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙。消除间隙的方法常采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使每个螺母中的滚珠分别接触丝杆滚道的左右两侧。用这种方法预紧消除轴向间隙时，预紧力一般应为最大轴向负载的l/3。当要求不太高时，预紧力可小于此值。1.4. 间隙调整双螺母垫片式消隙 如图所示，此种形式结构简单可靠、刚度

10、好，应用最为广泛，在双螺母间加垫片的形式可由专业生产厂根据用户要求事先调整好预紧力，使用时装卸非常方便。双螺母垫片调整法(中间加垫片)图例双螺母垫片调整法(端部加垫片)图例双螺母螺纹式消隙 如图所示，利用一个螺母上的外螺纹，通过圆螺母调整两个螺母的相对轴向位置实现预紧，调整好后用另一个圆螺母锁紧，这种结构调整方便，且可在使用过程中，随时调整，但预紧力大小不能准确控制。双螺母螺纹消隙图例 齿差式消隙 如图所示，在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分别与固紧在套筒两端的内齿圈相啮合，其齿数分别为Z1、Z2，并相差一个齿。调整时，先取下内齿圈，让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈

11、，则两个螺母便产生相对角位移，其轴向位移量为： 式中Z1、Z2为齿轮的齿数，Ph为滚珠丝杠的导程。hPZZS2111齿差式消隙图例一. 基础简介固定固定-自由自由 适用于低转速，中精度，短轴向适用于低转速，中精度，短轴向丝杠丝杠如图所示。这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，仅适应于短丝杆。1.5.1 支撑方式固定固定-支承支承 适用于中等转速、高精度适用于中等转速、高精度。如图所示。滚珠丝杆较长时，一端装止推轴承固定，另一端由深沟球轴承支承。为了减少丝杆热变形的影响，止推轴承的安装位置应远离热源。固定固定-固定固定 适用于高转速、高精度。适用于高转速、高精度。如图所示。这种方式是对丝杠进行预

12、拉伸安装。这样做的好处是：减少丝杠因自重引起的弯曲变形；在推力轴承预紧力大于丝杠最大轴向载荷1/3的条件下，丝杠拉压刚度可提高四倍；丝杠不会因温升而伸长，从而保持丝杠的精度。支承支承-支承支承 适用于中等转速，中精度适用于中等转速，中精度一. 基础简介1.6. 润滑公称直径 首次润滑量 补充润滑量 160.30.05200.60.08250.80.1321.00.2402.00.5502.01.0634.01.0806.01.510010.02.0 在使用滚珠丝杠副时，必须要有足够的润滑，如果润滑不够，将导致摩擦和磨损的增加，造成故障或寿命缩短等。油润滑 一般情况下，用于滚动轴承的矿物油都适用

13、。 特别是在高转速情况下，以油润滑比脂润滑佳，这时滚珠丝杠副的温升较小。 油润滑的补充润滑量和间隔，按下表，按表中的油量，至少可以达到8小时的补充润滑时间。脂润滑润滑脂的品牌以工作条件和丝杠特性而定。一般要5001000小时加注，并且要完全替换。采用脂润滑的优点可以使滚珠丝杠传动系统在一段很长时间后才需进行补充。也就是说，在多数情况下，可以省去一套补充润滑的装置。补充润滑脂的限量为大约填入螺母内空间容积的一半。一. 基础简介1.7. 常见丝杠故障滚珠丝杠副故障大部分是由于运动质量下降、反向间隙过大、机械爬行、润滑不良等原因造成的。下表滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法。序号故障现象故障原因排除方法

14、1加工件粗糙度值高导轨的润滑油不足够，致使溜板爬行加润滑油，排除润滑故障滚珠丝杠有局部拉毛或研损更换或修理丝杠丝杠轴承损坏，运动不平稳更换损坏轴承伺服电动机未调整好，增益过大调整伺服电动机控制系统2反向误差大，加工精度不稳定丝杠轴联轴器锥套松动重新紧固并用百分表反复测试滚珠丝杠预紧力过紧或过松调整预紧力，检查轴向窜动值，使其误差不大于0.015mm滚珠丝杠螺母端面与结合面不垂直，结合过松修理、调整或加垫处理丝杠支座轴承预紧力过紧或过松修理调整滚珠丝杠制造误差大或轴向窜动用控制系统自动补偿能消除间隙，用仪器测量并调整丝杠窜动润滑油不足或没有调节至各导轨面均有润滑油其他机械干涉排除干涉部位3滚珠丝

15、杠在运转中转矩过大滚珠丝杠螺母反向器损坏，滚珠丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大修复或更换丝杠并精心调整丝杠研损更换伺服电动机与滚珠丝杠联接不同轴调整同轴度并紧固连接座无润滑油调整润滑油路超程开关失灵造成机械故障检查故障并排除伺服电动机过热报警检查故障并排除4丝杠螺母润滑不良分油器是否分油检查定量分油器油管是否堵塞清除污物使油管畅通5滚珠丝杠副噪声滚珠丝杠轴承压盖压合不良调整压盖，使其压紧轴承滚珠丝杠润滑不良检查分油器和油路，使润滑油充足滚珠产生破损更换滚珠电动机与丝杠联轴器松动拧紧联轴器锁紧螺钉一. 基础简介2.1. 准备工作二. 现场丝杠更换1.准备工具：20-200Nm的力矩扳手；19的内六角

16、；拉码器；卡簧钳；卡尺；润滑脂；100mm的量块；专有工具一个。 2.Z轴原始精度的测量：将Y .A. X.轴打到基准点后用100mm的量块测量Z轴，记下此位置 例：X=X1-100。3.关闭机床，切断电源和介质。4.拆卸之前先将两旁的区域清理干净并封锁。5.拆电机上的线，关闭冷却液阀门。（电源线要处理好防止进水等杂物。）2.2. 拆卸1.先将电机拆下，（4个固定螺栓）并将弹性连轴节一并取出。2.拆下联轴节。 测量联轴节端面与丝杠端面的距离。 在联轴节上拧上两颗M8的螺栓（便于拧下固定螺钉）。 将联轴节固定螺钉拧下。（用工具撬住2）中拧上的两颗螺栓） 将两颗M8的螺栓拧进去，目的是顶出联轴节。

17、（如上图所示）二. 现场丝杠更换2.2. 拆卸3.拆下丝杠与法兰的连接并取下法兰 拆下丝杠和法兰的固定螺栓8个（此螺栓在滑台内部，拆卸时需要盘动丝杠将其盘到滑台下方的孔处）。 拔出法兰固定销2个。 拆下法兰固定螺栓5个。4.取出丝杠，（丝杠取出时可能很紧需用力晃动）取出的丝杠要水平放好，可以在两端垫上方木，保证拆卸轴承的时候不会弄坏丝杠5.更换轴承，（此过程应两人配合 如下图右） 拆下轴承前端的锁紧螺母上的3颗锁紧螺栓。 用专有工具将锁紧螺母拧下。 用拉码器将轴承拉出。 如果需要更换小轴承，就需要用卡簧钳将小头的卡簧拆下，之后在用拉码器将其拉出。二. 现场丝杠更换2.3. 安装1.回装轴承，

18、装轴承时可以借助管径适当的套管将其敲入。（装小轴承时用管径适当的套管将其敲入，然后回装卡簧和垫片。） 回装轴承锁紧螺母，用力矩扳手拧到95Nm然后松开；再拧到75Nm，之后将锁紧螺母上的3个锁紧螺钉用6Nm的力矩拧上。小轴承支撑孔小轴承支撑孔2.回装丝杠， 将回装完轴承的丝杠水平的插入法兰孔内（小轴承端一定要恰好放入轴承支撑孔内） 将丝杠螺母固定在法兰的连接处8个M8螺栓25Nm。 回装电机的连接法兰，拧上5个M12螺栓85Nm.3.回装联轴节，联轴节端面到丝杠端面的距离一定要与事先量好的一致。4.回装电机，固定好电机连接事先拆下的线并连接电机冷却管路，打开冷却阀。5.开启机床接通介质。6.用100mm的量块测量Z轴并要求与事先测量的一致，如果不同请重新校准注意事项： 清洁 润滑油管的安装拆卸 机床冷却关闭 轴承的预紧 丝母安装要先预紧后力矩拧紧 先润滑后运动机床 零点的找正三、丝杠的检测3.1. 检测同轴度1.用螺钉将4个等厚的垫片装在丝母的法兰上。2.拆下死