[發明專利]一種組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副及安裝方法

有效

• 申請號: 201710221502.0
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106884948B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 林明星;鞠曉君;范文濤;宋現春
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22;F16H25/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副，其特征在于：是由絲杠、左螺母、左平鍵、左預緊連接盤、力傳感器、環狀超磁致伸縮致動器、右預緊連接盤、右平鍵和右螺母組成的；

所述的絲杠穿過所述的環狀超磁致伸縮致動器，在環狀超磁致伸縮致動器的一側安裝與絲杠配合的左螺母，另一側安裝有與絲杠配合的右螺母，所述的左螺母通過左平鍵與左預緊連接盤相連接，左預緊連接盤安裝在環狀超磁致伸縮致動器上，所述的力傳感器安裝在環狀超磁致伸縮致動器與左螺母之間；所述的右螺母通過右平鍵與右預緊連接盤相連，所述的右預緊連接盤安裝在環狀超磁致伸縮致動器上；

所述左螺母，包括法蘭和安裝在法蘭上的凸緣；在所述的法蘭圓周均勻分布有螺孔，便于滾珠絲杠副與工作臺之間的安裝；凸緣的圓周上對稱分布兩個鍵槽，所述的左平鍵安裝在該鍵槽內；

所述的所述力傳感器套裝在底座的短套筒上；

所述環狀超磁致伸縮致動器，包括底座、非導磁外殼、盤形磁軛、永磁環、筒形磁軛、線圈骨架、激勵線圈、環狀超磁致伸縮材料、輸出桿、碟形彈簧、預緊螺栓、端蓋和軟鐵；

所述的底座的一側設有長套筒，另一側設有短套筒；環狀超磁致伸縮材料套裝在底座的長套筒上；在環狀超磁致伸縮材料的兩端各設有一個永磁環；所述的線圈骨架套裝在環狀超磁致伸縮材料與永磁環的外圈，激勵線圈纏繞在線圈骨架上，呈啞鈴狀纏繞以便于增大油冷散熱的面積；

盤形磁軛套在永磁環上，筒形磁軛位于激勵線圈的外圈，安裝在兩個盤形磁軛之間，環狀超磁致伸縮材料、永磁環、盤形磁軛與筒形磁軛形成閉合的磁路；

在其中一個盤形磁軛的一側安裝有軟鐵；

所述的輸出桿套裝在所述的長套筒上，輸出桿穿過軟鐵與永磁環端部相接，套在底座的長套筒上；碟形彈簧套在輸出桿上，一端壓在輸出桿的盤形凸起上，另一端裝有預緊螺栓，預緊螺栓安裝在端蓋上，輸出桿、碟形彈簧與預緊螺栓組合形成環狀超磁致伸縮致動器的預壓裝置；

非導磁外殼通過緊固螺釘安裝在底座與端蓋之間，連接裝置將底座、端蓋、非導磁外殼連接成一體。

2.如權利要求1所述的組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副，其特征在于：所述的右螺母與左螺母的結構相同，在絲杠上對稱安裝。

3.如權利要求1所述的組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副，其特征在于：所述左預緊連接盤，右預緊盤各自包括盤體，所述的盤體呈階梯狀帶有凸緣，內有筒狀空腔；在所述的盤體的凸緣上設有鍵槽，鍵槽在圓周上呈對稱分布；所述的右平鍵設置在該鍵槽內；在所述的盤體上設有弧形螺孔。

4.如權利要求3所述的組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副，其特征在于：所述的弧形螺孔的角度為30°，在盤體大圓盤面上呈周向120°分布。

5.如權利要求3所述的組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副，其特征在于：在所述的左預緊盤的盤體筒狀空腔的筒壁上設有圓孔。

6.如權利要求3所述的組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副，其特征在于：所述力傳感器，包括筒體和應變片，筒體為一中間帶有凹槽的圓筒，應變片均勻的貼在筒體凹糟的外壁上，應變片的導線從左預緊連接盤的圓孔內穿出。

7.如權利要求1所述的組合式預緊力可調的雙螺母滾珠絲杠副的安裝方法，其特征在于：

先將左螺母安裝到絲杠上，再將左預緊連接盤的鍵槽與左螺母的鍵槽對正，裝入上下左平鍵并固定；將力傳感器、環狀超磁致伸縮致動器依次穿入絲杠，旋轉環狀超磁致伸縮致動器，調整其底座的螺孔與左預緊連接盤的弧形螺孔到合適的位置，并通過圓頭螺釘將左預緊連接盤與環狀超磁致伸縮致動器連接；

再將右預緊連接盤穿入絲杠，旋入右螺母，同時觀察力傳感器采集的輸出力信號，當輸出力達到初始預緊要求時，停止右旋轉螺母，調整右預緊連接盤的位置，使右螺母的鍵槽與右預緊連接盤的鍵槽對正，安裝右平鍵，通過圓頭螺釘將右預緊連接盤固定到環狀超磁致伸縮致動器上，完成初始預緊力的手動設定；工作過程中，若因負載發生變化或疲勞磨損需改變雙螺母滾珠絲杠副的預緊力時，力傳感器、外部數據采集系統、數控電流源以及環狀超磁致伸縮致動器組成閉環控制系統，通過實時控制環狀超磁致伸縮致動器激勵線圈內部電流大小改變預緊力，實現預緊力的自動精確在線調整。