重載靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)設(shè)計

焦建華 李立強 姜 輝 郝峻崧

(齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161005)

目前，我國重型單柱移動立式車床的橫梁升降傳動結(jié)構(gòu)一般采用普通滑動絲杠螺母傳動，這種傳動結(jié)構(gòu)摩擦系數(shù)大、傳動效率低、承重小、易磨損、可靠性低和噪聲大。由于滑動絲杠螺母磨損、失效引起的橫梁滑落事故時有發(fā)生，已成為易引起機(jī)床重大事故的主要隱患之一。橫梁升降絲杠傳動結(jié)構(gòu)是重型單柱移動立式車床設(shè)計、制造的主要技術(shù)難點之一。

為了解決上述問題，我公司開發(fā)研制了重載靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)，該靜壓絲杠螺母的牙型采用鋸齒形結(jié)構(gòu)，連續(xù)、完整的靜壓油室均布在靜壓螺母螺紋牙上。該靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)具有承載能力大、摩擦系數(shù)非常小、傳動效率高、可靠性高和噪聲小的特點。該靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)還帶有靜壓螺母磨損保護(hù)裝置，徹底消除了由于意外原因造成靜壓螺母磨損、失效，從而導(dǎo)致橫梁滑落事故的發(fā)生。

1 重載靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)介紹

重載靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)如圖1所示。靜壓螺母1的外圓柱面安裝在螺母座2的定心內(nèi)孔中，表壓螺母1的軸肩面固定在螺母座2的下端面上;鋸齒形絲杠8安裝在靜壓螺母1的螺紋孔中;保險螺母7安裝在靜壓螺母1下部，其沉孔套在靜壓螺母1下部外圓柱面上;限位開關(guān)5安裝在螺母座2下部側(cè)面，撞塊6安裝在保險螺母7側(cè)面，撞塊6頂面距限位開關(guān)5觸頭距離為2 mm;靜壓油室4開在靜壓螺母1的螺紋牙上面，進(jìn)油孔3位置布置在通過靜壓油室4并平行于螺紋牙下面斜向上的位置;螺紋牙上面與螺紋牙下面的夾角為銳角，并形成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。由于靜壓螺母1只承受橫梁重量單方向的載荷，因此只在靜壓螺母1的螺紋牙上面布置靜壓油室。

2 靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)的工作過程

首先，高壓液壓油通過進(jìn)油孔3進(jìn)入靜壓油室4，液壓油的壓力作用在鋸齒形絲杠8和靜壓螺母1的螺紋牙上面，鋸齒形絲杠8受到液壓油的壓力方向向下，靜壓螺母1受到液壓油的壓力方向向上;靜壓螺母1通過其下部的軸肩面推動螺母座2向上運動，鋸齒形絲杠8旋轉(zhuǎn)但不軸向移動，靜壓螺母1受到鋸齒形絲杠8的反作用力后，同時帶動螺母座2和保險螺母7沿鋸齒形絲杠8的軸向方向上下運動但不旋轉(zhuǎn);當(dāng)靜壓螺母1由于意外原因而磨損時，在靜壓螺母1下部的保險螺母7向上運動，并帶動固定在其上的撞塊6一起向上運動;靜壓螺母1螺紋牙承重側(cè)磨損超過2 mm時，撞塊6觸發(fā)限位開關(guān)5的觸頭，限位開關(guān)5發(fā)出報警信號反饋給電氣系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)控制機(jī)床立即停止工作。

3 結(jié)語

新研制的靜壓絲杠螺母結(jié)構(gòu)，經(jīng)過在16 m數(shù)控重型單柱移動立式車床上使用驗證，該設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、安全可靠，完全滿足設(shè)計要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果，已在我公司的數(shù)控重型單柱移動立式車床系列上全面投入使用。