雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置及直線進給系統制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置及直線進給系統，雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置包括主絲杠螺母、螺母套筒、鎖緊螺母、預緊螺母、推力軸承、前碟簧固定板、第一碟簧、第二碟簧、后碟簧固定板、環形壓力傳感器、傳感器固定板、副絲杠螺母、副螺母連接板和工作臺連接板；螺母套筒的一端與主絲杠螺母緊固連接；鎖緊螺母和預緊螺母通過螺紋連接在螺母套筒上；推力軸承與預緊螺母緊貼；前碟簧固定板與推力軸承緊貼；第一碟簧的外圓側與前碟簧固定板緊貼；第二碟簧的內孔與第一碟簧的內孔緊貼；后碟簧固定板與第二碟簧的外圓側緊貼；環形壓力傳感器與后碟簧固定板緊貼，傳感器固定板與環形壓力傳感器緊貼，傳感器固定板的另一側通過法蘭與副絲杠螺母緊固連接。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置及直線進給系統，屬于機械制造

技術介紹
數控機床作為基礎制造裝備，在制造業中的應用越來越廣泛，對國家基礎工業發展起到重要作用。數控機床進給系統一般依靠兩種傳動方式：滾珠絲杠副傳動和直線電機傳動。目前數控機床仍多采用成熟的滾珠絲杠副作為進給系統的傳動部件。為了提高零件的加工精度，目前對滾珠絲杠副的振動特性和進給精度的要求越來越高，一般采用的手段有提高結構剛度與裝配精度、采用螺母預緊等，其中螺母預緊因其可操作性更強且更經濟，在數控機床直線進給系統中得到廣泛應用。按預加負載形式分，可分為單螺母變位導程預緊、單螺母加大鋼球直徑預緊、雙螺母墊片預緊、雙螺母差齒預緊、雙螺母螺紋預緊等，數控機床上常用雙螺母墊片式預緊。雙螺母墊片預緊形式是在兩個螺母之間增加剛性墊圈使兩螺母之間產生軸向相對偏移從而產生軸向推力，并可通過調節墊片的厚度控制預緊力的大小。雙螺母預緊能夠消除滾珠絲杠副的軸向間隙并提高軸向剛度，軸向剛度是滾珠絲杠副最重要的性能指標，對滾珠絲杠副的定位精度、動力學性能和傳動性能等有很大的影響。滾珠絲杠副長時間運行后，由于絲杠與螺母之間的磨損，雙螺母之間的預緊力會發生變化，從而影響滾珠絲杠副的軸向剛度；對于高動態運行情況下的滾珠絲杠副，需要滾珠絲杠副的剛度處于較高水平且基本維持恒定，以克服高加速度、外部干擾、以及負載變化帶來的振動等。因此需要對滾珠絲杠副的預緊力進行實時監測，并能進行調整。為了克服以上問題，現有技術一般采用在兩個螺母之間放置分布式的加載和力測量裝置，實現預緊力的調節和測量，然而這種方式屬于多點受力，會引起預緊力的分布不均勻，導致絲杠螺母副運行中的軸向振動，以及絲杠和螺母受力過大的部位的磨損加劇，而且對零件的加工和裝配精度要求很高，預緊力的調節需要進行多點調整，比較復雜。因此需要既能對雙螺母預緊力進行實時測量并能精確調節，又能保證預緊力沿雙螺母均勻分布、安裝方便且容易保證安裝精度的裝置，從而將雙螺母預緊力維持在一定范圍內。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝
置及直線進給系統，利用該裝置可以對直接進給系統中的雙螺母滾珠絲杠副的預緊力進行實時測量和精確調節，并且產生的預緊力分布均勻。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案：一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置，其特征在于：它包括主絲杠螺母、螺母套筒、鎖緊螺母、預緊螺母、推力軸承、前碟簧固定板、第一碟簧、第二碟簧、后碟簧固定板、環形壓力傳感器、傳感器固定板、副絲杠螺母、副螺母連接板和工作臺連接板；所述主絲杠螺母和副絲杠螺母通過滾珠間隔套接在滾珠絲杠上；所述螺母套筒為具有外螺紋的中空圓柱結構，所述螺母套筒的一端通過法蘭與所述主絲杠螺母緊固連接；所述鎖緊螺母和預緊螺母順次通過螺紋連接在所述螺母套筒上，所述預緊螺母遠離所述鎖緊螺母的一側設置有中空薄壁結構；所述推力軸承在預緊力的作用下與所述預緊螺母緊貼，所述推力軸承的內孔與所述預緊螺母的中空薄壁結構間隙配合；所述前碟簧固定板在預緊力的作用下與所述推力軸承緊貼，所述前碟簧固定板的兩側均設置有中空薄壁結構，所述前碟簧固定板靠近所述推力軸承一側的中空薄壁結構與所述預緊螺母的中空薄壁結構間隙配合；所述第一碟簧的外圓側在預緊力的作用下與所述前碟簧固定板緊貼，所述第一碟簧的內孔與所述前碟簧固定板遠離所述推力軸承一側的中空薄壁結構間隙配合；所述第二碟簧與所述第一碟簧反向放置，所述第二碟簧的內孔與所述第一碟簧的內孔在預緊力的作用下緊貼；所述后碟簧固定板與所述第二碟簧的外圓側在預緊力的作用下緊貼，所述后碟簧固定板的內孔與所述前碟簧固定板的中空薄壁結構間隙配合；所述環形壓力傳感器在預緊力的作用下與所述后碟簧固定板緊貼，所述環形壓力傳感器的內孔與設置在所述傳感器固定板一側的中空薄壁結構間隙配合，所述傳感器固定板在預緊力的作用下與所述環形壓力傳感器緊貼，所述傳感器固定板的另一側通過法蘭與所述副絲杠螺母緊固連接；所述副螺母連接板為L形板，L形板的一端通過法蘭與所述副絲杠螺母垂直緊固連接，所述L形板的另一端設置通過螺栓與所述工作臺連接板連接；位于所述L形板上的用于與所述工作臺連接板連接的螺栓孔為長圓孔。所述螺母套筒、鎖緊螺母、預緊螺母、推力軸承、前碟簧固定板、第一碟簧、第二碟簧、后碟簧固定板、環形壓力傳感器和傳感器固定板均套接在所述滾珠絲杠上。一種直線進給系統，其特征在于：它包括：一固定底板，一緊固連接在所述固定底板上的電機支撐板，一緊固連接在所述電機支撐板上的電機，一通過聯軸器與所述電機的輸出軸緊固連接的所述滾珠絲杠，兩緊固連接在所述固定底板上且轉動支撐在所述滾珠絲杠的兩端的軸承座，兩間隔分布在所述滾珠絲杠的兩側且與所述滾珠絲杠平行的導軌，兩滑動連接在其中一所述導軌上的第一滑塊，兩滑動連接在另一所述導軌上的第二滑塊，一與所述第一滑塊和第二滑塊的頂部均緊固連接的工作臺，以及一
與所述工作臺的底部緊固連接的螺母座；其中，所述螺母座與所述副絲杠螺母緊固連接，所述工作臺與所述工作臺連接板緊固連接。本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置可以連續精確調節以及實時精確測量主絲杠螺母與副絲杠螺母之間的預緊力。2、本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置首次采用整體套接在滾珠絲杠上的方式，相比于現有技術中采用的分布式的結構，能夠保證預緊力沿主絲杠螺母和副絲杠螺母圓周方向均勻分布。3、本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置采用整體套接在滾珠絲杠上的方式，零件少、測量裝置少、結構簡單，通過在連接零件上設計定位結構(中空薄壁結構)，使得安裝過程得到簡化，而且容易保證裝配精度。4、本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置采用碟簧施加預緊力，剛度大，對滾珠絲杠副的整體剛度影響較小，而且占據空間小。5、本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置通過調節預緊螺母便可實現預緊力的調節，調節方便可靠，而且鎖緊螺母與預緊螺母的配合使用可以保證預緊力在裝置運行過程中基本保持恒定。附圖說明圖1是本專利技術直線進給系統的結構示意圖；圖2是本專利技術省略工作臺后的直線進給系統的結構示意圖；圖3是本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置的拆分結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本專利技術提出了一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置20，該裝置安裝在直線進給系統中。直線進給系統包括固定底板1、緊固連接在固定底板1上的電機支撐板2、緊固連接在電機支撐板2上的電機3、通過聯軸器4與電機3的輸出軸緊固連接的滾珠絲杠5、緊固連接在固定底板1上且轉動支撐在滾珠絲杠5的兩端的軸承座6、兩條間隔分布在滾珠絲杠5的兩側且與滾珠絲杠5平行的導軌7、兩個滑動連接在其中一導軌7上的第一滑塊8、兩個滑動連接在另一導軌7上的第二滑塊9、與第一滑塊和第二滑塊的頂部均緊固連接的工作臺10以及與工作臺10的底部緊固連接的螺母座11。如圖2、圖3所示，本專利技術雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置20套接在滾珠絲杠5上并且一端與螺母座11緊固連接。雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置，其特征在于：它包括主絲杠螺母、螺母套筒、鎖緊螺母、預緊螺母、推力軸承、前碟簧固定板、第一碟簧、第二碟簧、后碟簧固定板、環形壓力傳感器、傳感器固定板、副絲杠螺母、副螺母連接板和工作臺連接板；所述主絲杠螺母和副絲杠螺母通過滾珠間隔套接在滾珠絲杠上；所述螺母套筒為具有外螺紋的中空圓柱結構，所述螺母套筒的一端通過法蘭與所述主絲杠螺母緊固連接；所述鎖緊螺母和預緊螺母順次通過螺紋連接在所述螺母套筒上，所述預緊螺母遠離所述鎖緊螺母的一側設置有中空薄壁結構；所述推力軸承在預緊力的作用下與所述預緊螺母緊貼，所述推力軸承的內孔與所述預緊螺母的中空薄壁結構間隙配合；所述前碟簧固定板在預緊力的作用下與所述推力軸承緊貼，所述前碟簧固定板的兩側均設置有中空薄壁結構，所述前碟簧固定板靠近所述推力軸承一側的中空薄壁結構與所述預緊螺母的中空薄壁結構間隙配合；所述第一碟簧的外圓側在預緊力的作用下與所述前碟簧固定板緊貼，所述第一碟簧的內孔與所述前碟簧固定板遠離所述推力軸承一側的中空薄壁結構間隙配合；所述第二碟簧與所述第一碟簧反向放置，所述第二碟簧的內孔與所述第一碟簧的內孔在預緊力的作用下緊貼；所述后碟簧固定板與所述第二碟簧的外圓側在預緊力的作用下緊貼，所述后碟簧固定板的內孔與所述前碟簧固定板的中空薄壁結構間隙配合；所述環形壓力傳感器在預緊力的作用下與所述后碟簧固定板緊貼，所述環形壓力傳感器的內孔與設置在所述傳感器固定板一側的中空薄壁結構間隙配合，所述傳感器固定板在預緊力的作用下與所述環形壓力傳感器緊貼，所述傳感器固定板的另一側通過法蘭與所述副絲杠螺母緊固連接；所述副螺母連接板為L形板，L形板的一端通過法蘭與所述副絲杠螺母垂直緊固連接，所述L形板的另一端設置通過螺栓與所述工作臺連接板連接；位于所述L形板上的用于與所述工作臺連接板連接的螺栓孔為長圓孔。...

【技術特征摘要】
1.一種雙螺母滾珠絲杠副預緊力調節與測量裝置，其特征在于：它包括主絲杠螺母、螺母套筒、鎖緊螺母、預緊螺母、推力軸承、前碟簧固定板、第一碟簧、第二碟簧、后碟簧固定板、環形壓力傳感器、傳感器固定板、副絲杠螺母、副螺母連接板和工作臺連接板；所述主絲杠螺母和副絲杠螺母通過滾珠間隔套接在滾珠絲杠上；所述螺母套筒為具有外螺紋的中空圓柱結構，所述螺母套筒的一端通過法蘭與所述主絲杠螺母緊固連接；所述鎖緊螺母和預緊螺母順次通過螺紋連接在所述螺母套筒上，所述預緊螺母遠離所述鎖緊螺母的一側設置有中空薄壁結構；所述推力軸承在預緊力的作用下與所述預緊螺母緊貼，所述推力軸承的內孔與所述預緊螺母的中空薄壁結構間隙配合；所述前碟簧固定板在預緊力的作用下與所述推力軸承緊貼，所述前碟簧固定板的兩側均設置有中空薄壁結構，所述前碟簧固定板靠近所述推力軸承一側的中空薄壁結構與所述預緊螺母的中空薄壁結構間隙配合；所述第一碟簧的外圓側在預緊力的作用下與所述前碟簧固定板緊貼，所述第一碟簧的內孔與所述前碟簧固定板遠離所述推力軸承一側的中空薄壁結構間隙配合；所述第二碟簧與所述第一碟簧反向放置，所述第二碟簧的內孔與所述第一碟簧的內孔在預緊力的作用下緊貼；所述后碟簧固定板與所述第二碟簧的外圓側在預緊力的作用下緊貼，所述后碟簧固定板的內孔與所述前碟簧固定板的中空薄壁結構間隙配合；所述環形壓力傳感器在預緊力的作用下與所述后碟簧固定板緊貼，所述環形壓力傳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李鐵民，李福華，姜峣，杜云松，賈石，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：北京;11