[發(fā)明專利]一種螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810420844.X
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108788878B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永濤;路長厚;王玉民
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué);山東大學(xué)
• 主分類號: B23Q5/40
• 分類號: B23Q5/40
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發(fā)明公開了一種螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副，涉及靜壓螺旋傳動技術(shù)領(lǐng)域，包括相互配合的絲杠和靜壓螺母，還包括設(shè)置在靜壓螺母兩端的靜壓復(fù)合軸承，所述靜壓復(fù)合軸承包括至少一個設(shè)置于靜壓復(fù)合軸承的軸向端部、與所述靜壓螺母相接且用于實現(xiàn)靜壓螺母軸向支撐的環(huán)形油腔，設(shè)置于靜壓復(fù)合軸承的軸向端部、與所述靜壓螺母相接且為油膜供油槽供油的環(huán)形供油槽A，以及至少三個設(shè)置于靜壓復(fù)合軸承的徑向、與絲杠配合且用于實現(xiàn)靜壓螺母徑向支撐的徑向油腔。本發(fā)明的有益效果是，避免絲杠軸臨界轉(zhuǎn)速對進給速度的限制；實現(xiàn)螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副的合理供油，避免油管與靜壓螺母的直接連接；實現(xiàn)靜壓螺母軸向和徑向的靜壓支撐，提高靜壓絲杠副的優(yōu)越性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜壓螺旋傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副。

背景技術(shù)

隨著數(shù)控機床不斷向高速、重載、精密方向發(fā)展，在這一領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的滾珠絲杠副由于自身結(jié)構(gòu)的原因逐漸暴露出一些先天缺點，如接觸磨損、高速碰撞、重載點蝕等，而且解決的難度和代價越來越大。人們開始將目光轉(zhuǎn)向直線電機和靜壓絲杠副。

直線電機雖然在高速方面有優(yōu)勢，但其控制系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)難度高、抗干擾性差、成本高，使其推廣應(yīng)用受到極大限制。靜壓絲杠副的絲杠和螺母螺紋面之間有一層壓力油膜，具有高承載能力、高剛度、高抗振性、接近無摩擦運動、無爬行等優(yōu)越特性，是高速、重載、精密化應(yīng)用場合極具競爭力的傳動形式。在沉寂了多年之后，近年來靜壓絲杠副出現(xiàn)了復(fù)蘇跡象，逐漸應(yīng)用到曲軸磨床、凸輪軸磨床、部分超精密加工設(shè)備以及重型機床等。

目前靜壓絲杠副都是采用絲杠驅(qū)動，通過電機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)靜壓螺母沿絲杠軸線方向的進給運動，屬于絲杠驅(qū)動型靜壓絲杠副。目前，高速數(shù)控機床的進給速度已經(jīng)朝著120m/min，甚至更高的進給速度發(fā)展。在絲杠驅(qū)動型靜壓絲杠副中，絲杠的旋轉(zhuǎn)速度受到細長的絲杠軸臨界轉(zhuǎn)速的限制，嚴重束縛了進給速度的提高，此外，在大型、重型數(shù)控機床中，絲杠自身的重量較螺母大得多，絲杠旋轉(zhuǎn)慣性力很大，導(dǎo)致發(fā)熱、變形和能耗嚴重。

在發(fā)明專利CN104714485B：《一種微型高精度微量進給伺服系統(tǒng)及控制方法》中，發(fā)明了滾珠絲杠副的螺母驅(qū)動實現(xiàn)方案。然而，靜壓絲杠副與滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)布局有明顯區(qū)別，在靜壓絲杠副中存在復(fù)雜的供油油路，在靜壓螺母轉(zhuǎn)動加移動的同時，合理布置供油油路，使油管不交纏在一起是關(guān)鍵；同時為了進一步提高靜壓絲杠副的優(yōu)越性能，實現(xiàn)靜壓螺母軸向和徑向的靜壓支撐是一種有效方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是避免靜壓絲杠副中絲杠軸臨界轉(zhuǎn)速對進給速度的限制，設(shè)計了一種螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副，實現(xiàn)靜壓螺母的靜壓軸向支撐和靜壓徑向支撐，實現(xiàn)螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副的合理供油，簡化供油通道。

實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種螺母驅(qū)動型靜壓絲杠副，包括相互配合的絲杠和靜壓螺母，所述靜壓螺母內(nèi)設(shè)有油膜供油槽，還包括設(shè)置在靜壓螺母兩端的靜壓復(fù)合軸承，所述靜壓復(fù)合軸承包括至少一個設(shè)置于靜壓復(fù)合軸承的軸向端部、與所述靜壓螺母相接且用于實現(xiàn)靜壓螺母軸向支撐的環(huán)形油腔，設(shè)置于靜壓復(fù)合軸承的軸向端部、與所述靜壓螺母相接且為油膜供油槽供油的環(huán)形供油槽A，以及至少三個設(shè)置于靜壓復(fù)合軸承的徑向、與絲杠配合且用于實現(xiàn)靜壓螺母徑向支撐的徑向油腔。

進一步的，所述靜壓復(fù)合軸承沿圓周方向設(shè)置為環(huán)形油腔和環(huán)形供油槽A供油的供油孔，所述供油孔的外側(cè)設(shè)置供油槽B。

進一步的，所述靜壓復(fù)合軸承沿圓周方向設(shè)置為徑向油腔供油的節(jié)流器，所述節(jié)流器的外側(cè)設(shè)置供油槽C。

更進一步的，所述靜壓螺母包括內(nèi)套筒和外套筒，所述內(nèi)套筒和外套筒裝配后形成螺旋狀的油膜供油槽。

再更進一步的，還包括螺母座，所述螺母座與靜壓螺母裝配后形成環(huán)形腔室，所述靜壓螺母的內(nèi)腔依次通過內(nèi)套筒齒底處的出油孔A、外套筒上與出油孔A相對的出油孔B后與環(huán)形腔室貫通。

再更進一步的，所述環(huán)形腔室的兩端設(shè)有與靜壓復(fù)合軸承相接的環(huán)形縫隙。