滚珠丝杠预拉伸量可控调节装置

摘要

本发明属于机械制造领域，具体公开了滚珠丝杠预拉伸量可控调节装置，包括拉伸机构和夹紧机构，夹紧机构包括设置在丝杠两侧的固定座，固定座上均竖向滑动连接有支撑座，两个固定座上的支撑座之间固定有若干根金属丝，支撑座上均竖向滑动连接有若干个沿丝杠长度方向均匀分布的隔离体，隔离体均呈锥形，隔离体穿过若干根金属丝并将大股金属丝分成若干能卡入丝杆螺槽内的小股金属丝，每股金属丝中金属丝的根数相同。采用本发明能对丝杆的局部进行预拉伸。

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，具体涉及滚珠丝杠预拉伸量可控调节装置。

背景技术

滚珠丝杠是数控机床进给系统的基本机械传动装置，其精度将直接影响数控机床的加工精度。滚珠丝杠在工作过程中，由于丝杠与滚珠之间的摩擦力作用，滚珠丝杠工作时会发热，而丝杠发热会发生膨胀变形，从而加大导程，影响其传动和定位精度。

随着工业制造的不断发展，企业对机床的加工精度要求越来越高，因此要提高机床的精度，就需要对丝杠的热膨胀进行补偿，在现有的数控机床设备结构中，滚珠丝杠通常采用两端固定的安装方式安装，即通过两端轴承座安装在底座上来进行安装。

为了补偿丝杠的热伸长量，一般事先对丝杠进行预拉伸操作，现有技术中对丝杠进行预拉伸的方式有两种，一种是对其一端的固定支撑施加拉力，将丝杠拉伸至所需的长度，另一种是对其一端的固定支撑施加拉力，然而上述两种方式均是对丝杠整体进行拉伸，即对丝杠的丝杆和光杆部分均进行拉伸，不能对丝杠的局部进行拉伸。

发明内容

本发明的目的在于提供滚珠丝杠预拉伸量可控调节装置，能对丝杆的局部进行预拉伸。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

滚珠丝杠预拉伸量可控调节装置，包括拉伸机构和夹紧机构，夹紧机构包括设置在丝杠两侧的固定座，固定座上均竖向滑动连接有支撑座，两个固定座上的支撑座之间固定有若干根金属丝，支撑座上均竖向滑动连接有若干个沿丝杠长度方向均匀分布的隔离体，隔离体均呈锥形，隔离体穿过若干根金属丝并将其分成若干能卡入丝杆螺槽内的小股金属丝，每股金属丝中金属丝的根数相同。

本方案的原理在于：

夹紧机构用于对丝杠的丝杆进行夹紧，拉伸机构用于对丝杠端部进行预拉伸，夹紧机构中，固定座作为支撑座的支撑结构，两个支撑座用于固定金属丝，支撑座上的各个隔离体用于将大股的金属丝隔离成多个小股的金属丝，当支撑座竖直运动，带动金属丝靠近丝杆运动，各股金属丝之间的间距恰好为丝杆螺槽之间的间距，因此各股金属丝恰好能卡入丝杆的各个螺槽内，根据丝杆螺槽的宽度和深度选择合适的金属丝的根数，使得每个螺槽内恰好被金属丝填充满，由于隔离体呈锥形，金属丝抵紧在隔离体侧壁上，当隔离体竖直运动后，各股金属丝之间的间距发生变化，以适应于不同丝杆的螺距宽度。

采用本方案能达到如下技术效果：

1、通过金属丝卡入丝杆螺槽内，实现将丝杆夹紧，采用多根金属丝卡入丝杆螺槽内实现丝杆的夹紧，多根金属丝共同受力，能承受较大的荷载，金属丝与丝杆之间不容易打滑，夹紧效果好，再通过拉伸机构进行拉伸，因此能实现丝杆的局部拉伸。

2、根据丝杆的螺槽宽度和深度选择每股金属丝中金属丝的根数，使得螺槽能被金属丝填充满，因此能适用于不同的丝杠螺槽宽度和深度，适用范围广。

3、通过调整隔离体的高度能调整各股金属丝之间的间距，能适应于不同的丝杆螺距宽度，进一步扩大了适用范围。

进一步，金属丝采用记忆合金材料制成。记忆合金材料质软，当金属丝抵紧在丝杆螺槽内壁时，金属丝能与丝杆螺槽内壁紧密贴合，增大丝杆螺槽内壁与金属丝的受力面积，避免应力集中的问题。

进一步，金属丝连有张紧机构。由于相邻两股金属丝的间距增大后，金属丝的张紧力增大，间距减小后，金属丝的张紧力减小，张紧机构能使相邻两股金属丝的间距变化后，金属丝的张紧力保持不变，因此金属丝对丝杆螺槽的夹紧力保持不变。

进一步，张紧机构包括转动连接在轴承座上的张紧轮，金属丝均固定并缠绕在张紧轮上。通过张紧轮正转，带动金属丝缠绕在张紧轮上，实现金属丝的张紧；通过张紧轮反转，带动金属丝逐渐从张紧轮上解除，实现金属丝的放松。

进一步，丝杠两侧分别设有沿丝杠长度方向延伸的滑槽，两个固定座分别滑动连接在两个滑槽内，两个滑槽之间还固定有气缸，两个固定座分别与气缸的输出杆固定连接。通过气缸输出杆伸长或缩短，能带动两个固定座分别在两个滑槽内滑动，从而实现对丝杆各个不同部位的夹紧。

进一步，固定座上的支撑座数目为两个，且固定座上的两个支撑座沿竖向分布，固定座上的两个支撑座可拆卸连接。两个支撑座上的金属丝能对丝杆的上表面的螺槽和下表面的螺槽均进行卡紧，对丝杆的夹紧效果更好。

附图说明

图1为本发明实施例的除去夹紧机构的主视图；

图2为本发明实施例中夹紧机构的俯视图(上夹紧机构未画出)；

图3为图2中A部分的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机床100、丝杆1、螺槽101、轴承座2、高压气腔20、辅助推杆201、台阶200、轴承组3、预拉伸气缸4、滑槽5、固定座6、金属丝7、绕线盘8、支撑座9、驱动杆10、隔离柱11。

如图1和图2所示，本实施例的滚珠丝杠预拉伸量可控调节装置，包括拉伸机构和夹紧机构，丝杠两端通过轴承组3和轴承座2安装在机床100上，具体安装方式为：轴承组3固定在丝杠端部，轴承座2固定安装在机床100上，轴承组3安装在轴承座2内，拉伸机构包括分别设置在左侧轴承座2两侧的预拉伸气缸4和高压气腔20，预拉伸气缸4的输出杆与左侧的轴承座2固定连接，高压气腔20的出气口内滑动连接有一个辅助推杆201，辅助推杆201自由端与左侧的轴承座2固定连接，机床100上设有一个台阶200，右侧的轴承座2的左端面与台阶200的右端面相抵。

结合图2和图3所示，夹紧机构包括安装在丝杆1两侧的滑槽5，两个滑槽5均与丝杆1平行，滑槽5内均滑动连接有固定座6，两个滑槽5之间还固定有调节气缸，两个固定座6分别与调节气缸的输出杆固定连接。两个固定座6之间设有上夹紧机构和下夹紧机构，上夹紧机构位于丝杆1上方，下夹紧机构位于丝杆1下方，上夹紧机构和下夹紧机构的结构相同，此处以下夹紧机构的结构进行说明，下夹紧机构包括两个支撑座9，两个支撑座9分别竖向滑动连接在两个固定座6上，且两个固定座6上分别安装有一个液压缸分别用于驱动两个支撑座9的竖直运动，两个支撑座9之间连有多根金属丝7组成的大股金属丝7，金属丝7采用记忆合金材料制成，两个支撑座9上均转动连接有一个绕线盘8，金属丝7的两端分别缠绕并固定在两个绕线盘8上，通过绕线盘8的正反转动能实现金属丝7的张紧和放松。支撑座9上还竖向滑动连接有一个横向的驱动杆10，驱动杆10上固定有多个竖向的隔离柱11，隔离柱11均位于支撑座9与丝杆1之间，隔离柱11呈上大下小的圆台状，多个隔离柱11沿丝杆1长度方向均匀分布，多个隔离柱11均穿过多根金属丝7，将大股的金属丝7分隔成小股的金属丝7，每股金属丝7的金属丝7根数均相同，金属丝7抵紧在隔离柱11的侧壁上，因此各股金属丝7之间的间距相同。

上夹紧机构与下夹紧机构相同，上夹紧机构中的支撑座9底部开设有一个矩形柱，下夹紧机构中的支撑座9顶部设有一个能与矩形柱配合的矩形孔，上夹紧机构与下夹紧机构之间的装配方式为：将上夹紧机构中支撑座9底部的矩形柱插入下夹紧机构中的支撑座9顶部的矩形孔内，即实现上夹紧机构与下夹紧机构之间的连接。

对滚珠丝杆1进行预拉伸时，先采用夹紧机构对丝杆1进行夹紧，夹紧的具体方式如下：开启调节气缸的开关，调节气缸带动两个固定座6分别在两个滑槽5内滑动，使两个固定座6运动到丝杆1需要夹紧的位置，根据丝杆1螺槽101的宽度和深度选择每股金属丝7中金属丝7的根数，使得每股金属丝7恰好能将丝杆1的螺槽101填充满，并调整驱动杆10的竖直高度，使得各股金属丝7之间的间距与丝杆1的螺距相等，再开启液压缸的开关，液压缸带动上夹紧机构中的支撑座9向上运动，使得各股金属丝7逐渐靠近丝杆1，最终各股金属丝7恰好卡入丝杆1的各个螺槽101内，同理，下夹紧机构中的各股金属丝7向下运动也恰好卡入丝杆1的各个螺槽101内，丝杆1的上表面和下表面均得到夹紧，夹紧效果好。此时，开启预拉伸气缸4的开关，预拉伸气缸4输出杆缩短，带动左侧的轴承座2向左运动，由于丝杆1中部被夹紧机构夹紧，同时右侧的轴承座2被台阶200固定，从而实现对丝杆1的左端到夹紧机构部分的预拉伸，再向高压气腔20内充入气体，高压气腔20内气压增大，带动辅助推杆201推动左侧的轴承座2继续向左运动，根据高压气腔20内充入气体的量可以调节丝杠的预拉伸量。

本方案与传统的丝杆1预拉伸相比，能对丝杆1的局部进行拉伸，由于采用多根金属丝7卡入丝杆1的螺槽101内实现丝杆1的夹紧，多根金属丝7共同受力，能承受较大的荷载，并且由于金属丝7卡在丝杆1的螺槽101内，金属丝7与丝杆1之间不容易打滑，夹紧效果好。本方案还能根据丝杆1的螺槽101宽度和深度选择每股金属丝7中金属丝7的根数，使得螺槽101能被金属丝7填充满，因此能适用于不同的丝杠螺槽101宽度和深度，通过调整隔离柱11的高度能调整各股金属丝7之间的间距，能适应于不同的丝杆1螺距宽度，适用范围广。在对丝杠进行预拉伸时，由于金属丝7采用记忆合金材料制成，记忆合金材料质软，当金属丝7抵紧在丝杆1螺槽101内壁时，金属丝7能与丝杆1螺槽101内壁紧密贴合，增大丝杆1螺槽101内壁与金属丝7的受力面积，避免应力集中的问题。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。