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滾珠絲杠：制約我國機床發(fā)展的關(guān)鍵部件之一，你真的懂嗎？

發(fā)布者：暢馨精工發(fā)布時間：2019-7-15 14:16:16

全文知識多，從現(xiàn)狀，介紹，選型、維護、維修.....

中國作為世界上最大的機床消費國，制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為一個支柱產(chǎn)業(yè)。由于汽車工業(yè)的發(fā)展，對機床的速度和效率都提出了新的更高的要求。據(jù)了解，目前中國機床的數(shù)控化率發(fā)展很快。日本機床的數(shù)控化率從開始的40%提高到目前90%的水平，大約花了15年的時間，從中國現(xiàn)在發(fā)展的速度來看，如要達到目前日本的水平，估計不需要花費這么多的時間，提高數(shù)控機床功能零部件的性能和質(zhì)量已經(jīng)成為中國機床工業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
為實現(xiàn)其高性能，中國生產(chǎn)的機床在驅(qū)動上使用高精度滾珠絲杠的比率有了很大的提高。目前機床采用的滾珠絲杠，有價格較低的國產(chǎn)的，也有精度較高的日本和歐洲等進口產(chǎn)品。使用進口產(chǎn)品往往是在那些對加工速度、精度、壽命及穩(wěn)定性方面有較高要求的機床。

隨著機床速度的提高，導(dǎo)軌的使用也由滑動向滾動轉(zhuǎn)化。在中國，由于機床速度較低及制造成本上的原因，滑動導(dǎo)軌的使用還占大多數(shù)，但使用滾珠導(dǎo)軌和滾柱導(dǎo)軌的機床數(shù)量在急速上升。由于滾動導(dǎo)軌具有高速、長壽命、可加預(yù)壓、安裝方便等方面的優(yōu)點，隨著對機床性能及數(shù)控化要求的提高，滾動導(dǎo)軌使用比率的提高是必然的趨勢。

　滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn)品。

　　滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，這是艾克姆螺桿的進一步延伸和發(fā)展，這項發(fā)展的重要意義就是將軸承從滑動動作變成滾動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。

　　滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。

　　滾珠絲杠主要參數(shù)為：公稱直徑與導(dǎo)程。

二、原理

　　1.按照國標(biāo)GB/T17587.3-1998及應(yīng)用實例，滾珠絲杠（已基本取代梯形絲桿，俗稱絲桿）是用來將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動；或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件，并具有傳動效率高，定位準(zhǔn)確等。

　　2.當(dāng)滾珠絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲桿的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現(xiàn)對應(yīng)的直線運動。

　　滾珠絲杠軸承為適應(yīng)各種用途，提供了標(biāo)準(zhǔn)化種類繁多的產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于機床，滾珠的循環(huán)方式有循環(huán)導(dǎo)管式、循環(huán)器式、端蓋式。預(yù)壓方式有定位預(yù)壓（雙螺母方式、位預(yù)壓方式）、定壓預(yù)壓?？筛鶕?jù)用途選擇適當(dāng)類型。絲桿有高精度研磨加工的精密滾珠絲杠（精度分為從CO-C7的6個等級）和經(jīng)高精度冷軋加工成型的冷軋滾珠絲杠軸承（精度分為從C7-C10的3個等級）。
三、用途

　　超高DN值滾珠絲杠：高速工具機，高速綜合加工中心機

　　端蓋式滾珠絲杠：快速搬運系統(tǒng)，一般產(chǎn)業(yè)機械，自動化機械

　　高速化滾珠絲杠：CNC機械、精密工具機、產(chǎn)業(yè)機械、電子機械、高速化機械

　　精密研磨級滾珠絲杠：CNC機械，精密工具機，產(chǎn)業(yè)機械，電子機械，輸送機械，航天工業(yè)，其它天線使用的致動器、閥門開關(guān)裝置等

　　螺帽旋轉(zhuǎn)式（R1）系列滾珠絲杠：半導(dǎo)體機械、產(chǎn)業(yè)用機器人、木工機、雷射加工機、搬送裝置等

　　軋制級滾珠絲杠：低摩擦、運轉(zhuǎn)順暢的優(yōu)點，同時供貨迅速且價格低廉

　　重負(fù)荷滾珠絲杠：全電式射出成形機、沖壓機、半導(dǎo)體制造裝置、重負(fù)荷制動器、產(chǎn)業(yè)機械、鍛壓機械

四、類型

　　常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。

　　1）外循環(huán)：外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進入循環(huán)。外循環(huán)滾珠絲杠螺母副按滾珠循環(huán)時的返回方式主要有端蓋式、插管式和螺旋槽式。常用外循環(huán)方式端蓋式；插管式；螺旋槽式。端蓋式，在螺母上加工一縱向孔，作為滾珠的回程通道，螺母兩端的蓋板上開有滾珠的回程口，滾珠由此進入回程管，形成循環(huán)。插管式，它用彎管作為返回管道，這種結(jié)構(gòu)工藝性好，但是由于管道突出螺母體外，徑向尺寸較大。螺旋槽式，它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較復(fù)雜。外循環(huán)滾珠絲杠外循環(huán)結(jié)構(gòu)和制造工藝簡單，使用廣泛。其缺點是滾道接縫處很難做得平滑，影響滾珠滾道的平穩(wěn)性。

　　2）內(nèi)循環(huán)：內(nèi)循環(huán)均采用反向器實現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器有兩種類型。圓柱凸鍵反向器，它的圓柱部分嵌入螺母內(nèi)，端部開有反向槽。反向槽靠圓柱外圓面及其上端的圓鍵定位，以保證對準(zhǔn)螺紋滾道方向。扁圓鑲塊反向器，反向器為一般圓頭平鍵鑲塊，鑲塊嵌入螺母的切槽中，其端部開有反向槽，用鑲塊的外輪廓定位。兩種反向器比較，后者尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸及縮短了軸向尺寸。但這種反向器的外輪廓和螺母上的切槽尺寸精度要求較高。

　　種類選擇

　　滾珠絲杠的螺母，根據(jù)鋼球的循環(huán)方式可分為：彎管式、循環(huán)器式、端蓋式。這三種循環(huán)方式的特長。

　　彎管式

　?。⊿BN、BNF、BNT、BNFN、BIF 和 BTK型）這些型號，搜索的到。

　　循環(huán)式導(dǎo)片式（HBN型）

　　這些型號是最典型的螺母，通過使用彎管讓鋼球經(jīng)行循環(huán)。鋼球從絲桿軸的溝槽中掬取進入彎管后，再回到溝槽中，做無限循環(huán)運動。

　　循環(huán)器式

　?。―K、DKN、DIK、JPF 和 DIR型）

　　這些型號是最小型的螺母，通過循環(huán)器改變鋼球的行進方向，越過絲桿軸外徑回到原位，做無限循環(huán)運動。

　　端蓋式

　?。⊿BK、SDA、SBKH、WHF、BLK、WGF、BLW、WTF、CNF 和 BLR型）

　　這些型號是最合適高速給進的螺母。鋼球利用端蓋，從絲桿軸的溝槽中被掬取到螺母的通孔里，通過通孔又回到溝槽中，做無限循環(huán)運動。
五、特點

　　1、摩擦損失小、傳動效率高

　　由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達到1/3以下,即達到同樣運動結(jié)果所需的動力為使用滑動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。

　　2、精度高

　　滾珠絲杠副是一般是用世界最高水平的機械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度、濕度進行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。

　　3、高速進給和微進給可能

　　滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進給。

　　4、軸向剛度高

　　滾珠絲杠副可以加與預(yù)壓,由于預(yù)壓力可使軸向間隙達到負(fù)值,進而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。

　　5、不能自鎖、具有傳動的可逆性

六、滾珠絲杠的保護

　　滾珠絲杠副可用潤滑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑分為潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑油用機油、90～180號透平油或140號主軸油。潤滑脂可采用鋰基油脂。潤滑脂加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油通過殼體上的油孔注入螺母空間內(nèi)。

　　滾珠絲杠副和其它滾動摩擦的傳動元件，只要避免磨料微粒及化學(xué)活性物質(zhì)進入，就可以認(rèn)為這些元件幾乎是不產(chǎn)生磨損的情況下工作的。但如果在滾道上落入臟物，或使用骯臟的潤滑油，不僅會妨礙滾珠的正常運轉(zhuǎn)，而且使磨損急劇增加。

　　通常采用毛氈圈對螺母副進行密封，毛氈圈的厚度為螺距的2～3倍，而且內(nèi)孔做成螺紋的形狀，使之緊密地包住絲杠，并裝入螺母或套筒兩端的槽孔內(nèi)。密封圈除了采用柔軟的毛氈之外，還可以采用耐油橡膠或尼龍材料。由于密封圈和絲杠直接接觸，因此防塵效果較好，但也增加了滾珠絲杠螺母副的摩擦阻力矩。為了避免這種摩擦阻力矩，可以采用由較硬塑料制成的非接觸式迷宮密封圈，內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相反的形狀，并留有一定的間隙。

　　對于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋剛帶、伸縮套筒、錐形套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。除與導(dǎo)軌的防護罩相似外，這幾種防護罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。這樣就可以更加的牢固了。

七、螺紋的主要參數(shù)

　　1）外徑d（大徑）（D）——與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑——亦稱公稱直徑

　　2）內(nèi)徑（小徑）d1(D1)——與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑，在強度計算中作危險剖面的計算直徑

　　3）中徑d2——在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，近似等于螺紋的平均直徑 d2≈0.5(d+d1)

　　4）螺距P——相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應(yīng)兩點間的軸向距離

　　5）導(dǎo)程（S）——同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上的對應(yīng)兩點間的軸向距離

　　6）線數(shù)n——螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n≤4螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：S=nP

　　7）螺旋升角ψ——在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角。

　　8）牙型角α——螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角9）牙型斜角β——螺紋牙型的側(cè)邊與螺　紋軸線的垂直平面的夾角。對稱牙型

　　各種螺紋（除矩形螺紋）的主要幾何尺寸可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)——公稱尺寸為螺紋外徑對管螺紋近似等于管子的內(nèi)徑。

滾珠絲杠的選型過程中對滾珠絲杠本身需要注意的主要參數(shù)如下：

1、公稱直徑

即絲杠的外徑，常見規(guī)格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不過請注意，這些規(guī)格中，各廠家一般只備16~50的貨，也就是說，其他直徑大部分都是期貨（見單生產(chǎn)，貨期大約在30~60天之間，日系產(chǎn)品大約是2~2.5個月，歐美產(chǎn)品大約是3~4個月）。公稱直徑和負(fù)載基本成正比，直徑越大的負(fù)載越大，具體數(shù)值可以查閱廠家產(chǎn)品樣本。這里只說明兩個概念：動額定負(fù)荷與靜額定負(fù)荷，前者指運動狀態(tài)下的額定軸向負(fù)載，后者是指靜止?fàn)顟B(tài)下的額定軸向負(fù)載。設(shè)計時參考前者即可。需要注意的是，額定負(fù)荷并非最大負(fù)荷，實際負(fù)荷與額定負(fù)荷的比值越小，絲杠的理論壽命越高。推薦：直徑盡量選16~63。

2、導(dǎo)程

也稱螺距，即螺桿每旋轉(zhuǎn)一周螺母直線運動的距離，常見導(dǎo)程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小導(dǎo)程現(xiàn)貨產(chǎn)品一般只有5、10，大導(dǎo)程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位數(shù)前兩位指直徑，后兩位指導(dǎo)程），其他規(guī)格多數(shù)廠家見單生產(chǎn)。導(dǎo)程與直線速度有關(guān)，在輸入轉(zhuǎn)速一定的情況下，導(dǎo)程越大速度越快。推薦：導(dǎo)程盡量選5和10。

3、長度

長度有兩個概念，一個是全長，另一個是螺紋長度。有些廠家只計算全長，但有些廠家需要提供螺紋長度。螺紋長度中也有兩個部分，一個是螺紋全長，一個是有效行程。前者是指螺紋部分的總長度，后者是指螺母直線移動的理論最大長度，螺紋長度=有效行程+螺母長度+設(shè)計裕量（如果需要安裝防護罩，還要考慮防護罩壓縮后的長度，一般按防護罩最大長度的1／8計算）。

在設(shè)計繪圖時，絲杠的全長大致可以按照一下參數(shù)累加：絲杠全長=有效行程+螺母長度+設(shè)計余量+兩端支撐長度（軸承寬度+鎖緊螺母寬度+裕量）+動力輸入連接長度（如果使用聯(lián)軸器則大致是聯(lián)軸器長度的一半+裕量）。特別需要注意的是，如果你的長度超長（大于3米）或長徑比很大（大于70），最好事先咨詢廠家銷售人員可否生產(chǎn)，總體的情況是，國內(nèi)廠家常規(guī)品最大長度3米，特殊品16米，國外廠家常規(guī)品6米，特殊品22米。當(dāng)然不是說國內(nèi)廠家就不能生產(chǎn)更長的，只是定制品的價格比較離譜。推薦：長度盡量選6米以下，超過的用齒輪齒條更劃算了。

4、螺母形式

各廠家的產(chǎn)品樣本上都會有很多種螺母形式，一般型號中的前幾個字母即表示螺母形式。按法蘭形式分大約有圓法蘭、單切邊法蘭、雙切邊法蘭和無法蘭幾種。按螺母長度分有單螺母和雙螺母（注意，單螺母和雙螺母沒有負(fù)載和剛性差異，這一點不要聽從廠家銷售人員的演說，單螺母和雙螺母的主要差異是后者可以調(diào)整預(yù)壓而前者不能，另外后者的價格和長度大致均是前者的2倍）。在安裝尺寸和性能允許的情況下，設(shè)計者在選用時應(yīng)盡量選擇常規(guī)形式，以避免維護時備件的貨期問題。推薦：頻繁動作、高精度維持場合選雙螺母，其他場合選雙且邊單螺母。推薦：螺母形式盡量選內(nèi)循環(huán)雙切邊法蘭單螺母。

5、精度

滾珠絲杠按GB分類有P類和T類，即傳動類和定位類，精度等級有1、2、3、4.....幾種，國外產(chǎn)品一般不分傳動還是定位，一律以C0~C10或具體數(shù)值表示，一般來說，通用機械或普通數(shù)控機械選C7（任意300行程內(nèi)定位誤差±0.05）或以下，高精度數(shù)控機械選C5（±0.018）以上C3（±0.008）以下，光學(xué)或檢測機械選C3以上。特別需要注意的是，精度和價格關(guān)聯(lián)性很大，并且，精度的概念是組合和維持，也就是說，螺桿的導(dǎo)程誤差不能說明整套絲杠的誤差，出廠精度合格不能說明額定使用壽命內(nèi)都維持這個精度。這是個可靠性的問題，與生產(chǎn)商的生產(chǎn)工藝有關(guān)。推薦：精度盡量選C7。

以上說的都是主要參數(shù)，在選用型號時還得用到以下參數(shù)：珠卷數(shù)，珠徑，制造方式代碼，預(yù)壓等級等。分別說明如下：

6、珠卷數(shù)

這個參數(shù)一般標(biāo)注在型號的導(dǎo)程后，如4010-4，這個“-4”就是珠卷數(shù)，因為有循環(huán)方式的問題說起來比較復(fù)雜，用戶可以簡單的理解為滾動體的循環(huán)圈數(shù)，“-4”就是4個循環(huán)，這個數(shù)值越大表示負(fù)載越大螺母長度越長。

7、珠徑

這個參數(shù)是指滾動體的直徑，型號中不會體現(xiàn)，但是在各廠家的技術(shù)參數(shù)表中會標(biāo)識，一般與公稱直徑和導(dǎo)程相關(guān)，用戶不必理會。但是有些用戶因使用不當(dāng)導(dǎo)致滾珠掉出螺母外需要重裝滾珠時這個參數(shù)是要注意的，尺寸一般精確到0.001，當(dāng)然，不推薦用戶自行安裝，否則廠家不會提供無償維護，即使產(chǎn)品仍在保修期內(nèi)。如有滾珠意外掉落的情況，應(yīng)通知供應(yīng)商協(xié)助安裝。

8、制造方式代碼

滾珠絲杠的制造方式主要是兩種：軋制和磨制，前者也稱滾軋制造或轉(zhuǎn)造，一般用F表示。后者也稱研磨制造。一般用G表示。因工藝的不同，兩者能達到的精度等級不同，目前，軋制方式能達到的最高精度是C5級，我所知的只有REXROTH可以達到這個精度。而磨制可以成產(chǎn)出更高精度的產(chǎn)品。不過請注意，兩種制造方式與精度、性能沒有逆向必然性，也就是說如果你選用的精度是C7，那么與它是怎么制造出來的無關(guān)。事實上我碰到許多廠家的專業(yè)銷售人員都未必知道兩者之間的詳細(xì)區(qū)別，所以多說幾句：軋制屬于批量制造，磨制屬于精確制造，前者的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者，但是前者的制造設(shè)備成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。換句話說，磨制絲杠的進入門檻較低，軋制生產(chǎn)的進入門檻較高，能生產(chǎn)軋制絲杠的廠家一般也能生產(chǎn)磨制絲杠，而能生產(chǎn)磨制絲杠的廠家不一定能生產(chǎn)軋制絲杠。所以，同精度產(chǎn)品如果該可以買到軋制品就不要買磨制品，原因很簡單：便宜。另外說明一點，軋制和磨制僅指螺桿，螺母全是磨削制造。

9、預(yù)壓

也稱預(yù)緊。關(guān)于預(yù)壓，用戶不必了解具體預(yù)緊力和預(yù)緊方式，只需按照廠家樣本選擇預(yù)壓等級即可。等越高螺母與螺桿配合越緊，等級越低越松。遵循的原則是：大直徑、雙螺母、高精度、驅(qū)動力矩較大的情況下預(yù)壓等級可以選高一點，反之選低一點。

附：

★
滾珠絲杠軸承規(guī)格型號選型
① 確定定位精度；

② 通過馬達及對速度的要求來確定絲杠軸承導(dǎo)程；

③ 查看螺母尺寸確定行程及相關(guān)絲杠軸承軸端數(shù)據(jù)；

④ 通過負(fù)載及速度分布（加減速）來確定平均軸向力和轉(zhuǎn)速；

⑤ 通過平均軸向力確定預(yù)壓力；

⑥ 預(yù)期壽命，軸向負(fù)荷，轉(zhuǎn)速確定動額定負(fù)荷；

⑦ 基本動額定負(fù)荷，導(dǎo)程，臨界轉(zhuǎn)速，DmN值限制確定絲杠軸承外徑及螺母形式；

⑧ 外徑，螺母，預(yù)壓，負(fù)荷確定剛性（機臺設(shè)計）；

⑨ 環(huán)境溫度，螺母總長確定熱變及累積導(dǎo)程；

⑩ 絲杠軸承剛性，熱變位確定預(yù)拉力；

? 機床最高速度，溫升時間，絲杠軸承規(guī)格確定馬達驅(qū)動扭矩及規(guī)格。

滾珠絲杠的故障現(xiàn)象及維修
因滾珠絲杠傳統(tǒng)系統(tǒng)在數(shù)控機床這機構(gòu)中實際運行最為頻繁，各部件經(jīng)常產(chǎn)生機械磨損和潤滑不良，因而，常常出現(xiàn)定位精度下降，反向間隙過大，機械爬行，軸承磨損嚴(yán)重，噪音過大等故障。當(dāng)這些故障出現(xiàn)時就要我們對此做出正確的診斷，才能及時修復(fù)設(shè)備。滾珠絲杠在運動中產(chǎn)生的故障現(xiàn)象主要可以分為2類，其具體原因如下。

2.1 反向間隙大，定位精度差，加工零件尺寸不穩(wěn)定

滾珠絲杠螺母副及其支撐系統(tǒng)由于長時間運行產(chǎn)生的磨損間隙，將直接影響數(shù)控機床的轉(zhuǎn)動精度和剛性。一般故障現(xiàn)象有：反向間隙大、定位精度不穩(wěn)定等。根據(jù)磨損具體產(chǎn)生的位置，故障原因和細(xì)分為一下幾類：

(1) 滾珠絲杠支撐軸承磨損或軸承預(yù)加負(fù)荷墊圈配的不合適。

(2) 滾珠絲杠雙螺母副產(chǎn)生間隙，滾珠磨損。

(3) 滾珠絲杠單螺母副磨損產(chǎn)生間隙。

(4) 螺母法蘭盤與工作臺沒有固定牢，產(chǎn)生間隙。

2.2 滾珠絲杠副運動不平穩(wěn)，噪音過大

這種故障現(xiàn)象主要是一些認(rèn)為原因，具體如下：

（1）伺服電機驅(qū)動參數(shù)未調(diào)整好。

（2）絲杠絲母潤滑不良。

2.3 檢測與維修

滾珠絲杠所產(chǎn)生的故障是多種多樣的，沒有固定的模式。有的故障是漸發(fā)性故障，要有一個發(fā)展的過程，隨著使用時間的增加越來越嚴(yán)重;有的是突發(fā)性故障，一般沒有明顯的征兆，這種故障是各種不利因素及外界共同作用而產(chǎn)生的。所以通過正確的檢測來確定真正的故障原因，是快速準(zhǔn)確維修的前提。

2.4 滾珠絲杠螺母副及支撐系統(tǒng)間隙的檢查維修

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)反向誤差大，定位精度不穩(wěn)定，過象限出現(xiàn)刀痕時，首先要檢測絲杠系統(tǒng)有沒有間隙。檢測的方法是：用百分表配合鋼球放在絲杠的一端中心孔中，測量絲杠的軸向串動，另一塊百分表測量工作臺移動；正反轉(zhuǎn)動絲杠，觀察百分表上反映的數(shù)值，根據(jù)數(shù)值不同的變化確認(rèn)故障部位。

（1）絲杠支撐軸承間隙的檢測與修理。

如測量絲杠的百分表在絲杠正反向轉(zhuǎn)動時指針沒有擺動，說明絲杠沒有串動現(xiàn)象，該百分表最大與最小測量值之差就是絲杠的軸向串動距離。這時，我們就要檢查支撐軸承的背帽是否鎖緊，支撐軸承是否磨損失效，預(yù)加負(fù)荷軸承墊圈是否合適。如果軸承沒有問題，是要從新配做預(yù)加負(fù)荷墊圈就可以了。如果軸承沒有損壞，需要把軸承更換掉，從新配做預(yù)加負(fù)荷墊圈，再把背帽背緊。絲杠軸向串動大小主要在于支撐軸承預(yù)加負(fù)荷墊圈的精度。絲杠安裝精度最理想的狀態(tài)是沒有正反間隙，支撐軸承還要有0.22mm左右的過盈。

(2) 滾珠絲杠雙螺母副產(chǎn)生間隙的檢測與維修

通過檢測，如果確定故障不是由于絲杠串動引起的，那就要考慮是否是絲杠螺母之間產(chǎn)生了間隙，這種情況的檢測方法幾本跟絲杠檢測串動相同，用百分表測量與螺母相連的工作臺上，正反向轉(zhuǎn)動絲杠，檢測出絲杠與螺母之間的最大間隙，然后進行調(diào)整。

方法如圖2所示，調(diào)整墊片4的厚度，使左右螺母1、2產(chǎn)生軸向位移，從而消除滾珠絲杠螺母副間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力。

（3）單螺母副的檢測與維修

對于單螺母滾珠絲扛，絲桿螺母副之間隙是不能調(diào)整的。

如檢測出絲杠螺母副存在間隙，首先檢測絲杠和螺母的螺紋圓弧是否已經(jīng)磨損，如磨損嚴(yán)重，必須更換全套絲杠螺母；如檢查磨損輕微，就可以更換更大直徑的滾珠來修復(fù)。在修復(fù)時，首先要檢測出絲杠螺母副的最大間隙，換算成滾珠直徑的增加，然后選配合適的滾珠重新裝備。這樣的維修是比較復(fù)雜，所需時間長，要求技術(shù)水平高。

（4）螺母法蘭盤與工作臺連接沒有固定好而產(chǎn)生的間隙

這個問題一般容易被人發(fā)現(xiàn)，因機床長期往復(fù)運動，，固定法蘭盤的螺釘松動產(chǎn)生間隙，在檢查絲杠螺母間隙時最好把該故障因素先排除，以免在維修時走彎路。

（5）滾珠絲杠螺母副運動不平穩(wěn)、噪音過大等故障的維修

滾珠絲杠螺母副不平穩(wěn)和噪音過大，大部分是由于潤滑不良造成的，但有時也可能因伺服電驅(qū)動參數(shù)未調(diào)整好造成的。

2.5 軸承、絲杠螺母副潤滑不良

機床在工作中如產(chǎn)生噪音和振動，在檢測機械傳動部分沒有問題后，首先，要考慮到潤滑不良的問題，因為很多機床經(jīng)過多年的運轉(zhuǎn)，絲杠螺母自動潤滑系統(tǒng)往往堵塞，不能自動潤滑。這時，可以在軸承、螺母中加入耐高溫、耐高速的潤滑脂就可以解決問題，潤滑脂能保證軸承、螺母正常運行數(shù)年之久。

2.6 伺服電機驅(qū)動問題

有的機床在運動中產(chǎn)生振動和爬行，往往檢測機械部分均無問題，不管怎樣調(diào)整都不能消除振動和爬行。經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)伺服電機驅(qū)動增益參數(shù)不適合實際運行狀況。調(diào)整增益數(shù)后，就可消除振動和爬行故障。

2.7 滾珠絲杠副的修復(fù)

本文中所用牧野加工中心（機床型號MC1210-A60）采用的是雙螺母外循環(huán)滾珠絲杠。由于滾珠絲杠滾道是精度磨削加工成型，所以采用圓柱形油石對絲杠滾道內(nèi)的局部疲勞點進行研磨處理，來消除疲勞點：將螺母拆開，仔細(xì)檢查每個鋼球，將表面有磨損的鋼球作廢，并用千分尺對所有的鋼球進行測量，將尺寸變化較大的鋼球作廢，按測量尺寸購買同型號的鋼球，保證這些鋼球的直徑誤差在0.01mm以內(nèi)：修復(fù)回珠插管，將插管凹陷的部分進行修復(fù)，尤其是插管兩端的凹陷，會影響鋼珠循環(huán)滾動，必須平整流暢。將螺母、鋼球、絲杠滾道用煤油清理干凈。

裝配：剛開始裝配順利，裝配進行到最后時，每安裝一粒鋼球都需要反復(fù)慢慢旋轉(zhuǎn)螺母，并輕輕的按鋼球，才能消除鋼球之間的間隙。為了防止鋼球從另一端滾出，可先將滾道一端口堵上，邊旋轉(zhuǎn)邊裝配，裝備時要仔細(xì)并有耐心，越到最后安裝越困難，直到鋼球裝配完成。

針對部分小型的滾球絲杠副，如HASS立式加工中心滾珠絲杠副，也可以采用較為簡易的安裝方法：將鋼珠、螺母、絲杠用煤油清理干凈后，先用甘油將小鋼珠直接粘到絲杠螺母的滾道上，此時應(yīng)注意：每一列循環(huán)滾道內(nèi)都應(yīng)沾滿鋼珠，而相鄰兩列之間的滾道內(nèi)不允許有鋼珠。然后將插管也裝滿滾珠，并將插管口的滾珠用甘油粘住。將插管加入到絲杠螺母上然后慢慢旋轉(zhuǎn)螺母逐漸將螺母裝配到絲杠上。此方法主要針對鋼球較小的滾珠絲杠副的安裝，鋼珠過大的話則很難用粘到螺母內(nèi)的滾道上。

2.8 軸向間隙的消除

由于制造和安裝的誤差以及使用磨損，滾珠絲杠副總是存在誤差的。這些誤差對于滾珠絲杠副的傳動精度和剛度都有影響。因此，必須采取措施來消除軸向間隙和提高軸向剛度。

本文主要采取墊片調(diào)整方式：通過選用不同厚度的墊片在改變兩個螺母之間的軸向距離，以達到調(diào)整軸向間隙和預(yù)緊的目的。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，可靠性也好，當(dāng)滾珠絲杠副產(chǎn)生間隙時能夠及時更換調(diào)整墊片的厚度來消除軸向間隙。但精度調(diào)整比較困難，當(dāng)滾道有磨損是不能隨時消除間隙和改變預(yù)緊程度，只適用于一般精度的滾珠絲杠副。