[摘 要] 滾珠絲杠以其傳動效率高、精度好，精度保持性強等特點廣泛應用于數控機床，但是常常由于使用、維修、維護不當等原因，造成無法滿足加工精度要求，本文根據滾珠絲杠副的特點，及歷年來對數控機床的維修，通過對滾珠絲杠損壞原因的分析，并結合具體維修案例，闡述了滾珠絲杠在數控機床上的使用，及其如何延長滾珠絲杠的使用壽命。

　　[關鍵詞] 功能部件 數控機床 滾動導軌副 滾珠絲杠副 數控系統

　　
　　滾珠絲桿是將回轉運動轉化為直線運動，或將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，這是滾珠螺絲的進一步延伸和發展，這項發展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲桿被廣泛應用于各種數控機床和精密儀器。

　　一、滾珠絲桿的特點

　　
　　1、與滑動絲杠副相比驅動力矩為1/3
　　滾珠絲桿的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅動力矩達到1/3以下,即達到同樣運動結果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。
　　
　　2、高精度軸承的保證
　　滾珠絲桿是用日本制造的世界最高水平的機械設備連貫生產出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環境方面,對溫度•濕度進行了嚴格的控制,由于完善的品質管理體制使精度得以充分保證。
　　
　　3、微進給可能
　　滾珠絲桿由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現滑動運動那樣的爬行現象,能保證實現精確的微進給。
　　
　　4、無側隙、剛性高
　　滾珠絲桿可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性(滾珠絲杠內通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。
　　
　　5、高速進給軸承可能
　　滾珠絲桿由于運動效率高、發熱小、所以可實現高速進給(運動)。
　　精度公差:C10,C7,C5,C3,C2,C1--數字越小，精度越高。

　　但在實際應用中，經常由于工作人員對絲杠的性能不了解或保養不夠等原因，造成絲杠副的故障或損壞，從而對機床進給運動造成各種影響：
　　（1）過載問題
　　滾珠絲杠副進給傳動的潤滑狀態不良、軸向預加載荷太大、絲杠與導軌不平行、螺母軸線與導軌不平行、絲杠彎曲變形時，都會引起過載報警。一般會在CRT上顯示伺服電動機過載、過熱或過流的報警，或在電柜的進給驅動單元上，用指示燈或數碼管提示驅動單元過載、過流信息。
　　（2）竄動問題
　　竄動問題是滾珠絲杠副進給傳動的潤滑狀態不良、絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好、滾珠絲杠副滾珠有破損、絲杠支承軸承可能破裂、軸向預加載荷太小，使進給傳動鏈的傳動間隙過大，引起絲杠傳動時的軸向竄動。
　　（3）爬行問題
　　爬行問題一般發生在啟動加速段或低速進給時，多因進給傳動鏈的潤滑狀態不良、外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠連接用的聯軸器，如連接松動或聯軸器本身缺陷，如裂紋等，會造成滾珠絲杠轉動和伺服電動機的轉動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產生爬行現象。
　　對于絲杠引起故障如何進行處理呢，下面我們來對它進行一下分析和總結，以確定我們的維修思路。滾珠絲杠副常見的故障會引起數控機床產生進給運動誤差，而進給運動誤差表現在由滾珠絲杠副的工作狀況上，反映為噪聲過大、運動不靈活。下面就這兩種故障現象進行簡要分析。
　　（1）故障現象1——滾珠絲杠副噪聲過大（見表3-1）
　　（2）故障現象2——滾珠絲杠運動不靈活（見表3-2）
　　下面我們再來看兩個實例：
　　
　　1.一臺VMC850（FANUC 0M-D系統）加工中心，在工作中發現Y軸加工尺寸老是不穩定，偶而還會出現409#報警。經檢查發現Y軸絲杠鎖緊螺母松動，打緊后重新安裝，試加工，不再出現409#報警，但加工尺寸還是不太穩定，再次檢查Y軸絲杠，沒有發現什么問題，將其從機床上取下，用手轉動螺母副，發現螺母副間隙過大，明顯看到有晃動現象。分析原因并再次檢查絲杠潤滑系統，發現潤滑油管斷裂，不能有效進行潤滑，更換油管及絲杠，重新安裝，故障排除。
　　
　　2．一臺VM85（FANUC 0I）加工中心，X軸在工作中出現噪音大，經檢查發現軸承座密封損壞導致絲杠軸承銹蝕，需更換軸承，工作人員進更換，但更換后試機，發現X軸運動到原點附近就出現過熱報警并伴隨有嗡嗡聲音，檢查參數未發現什么問題，對剛才更換過程進重新檢查，發現工作人員在更換軸承時，無意將遠端軸承座上下調換了方向，因為軸承座方向不同時它的高低不同，致使軸承座與絲杠不同軸，螺母副遠離該軸承座時絲杠尚能轉動，當靠近這個位置時因不同軸致使絲杠受力過大，從而產生報警。重新安裝軸承座后，故障排除
　　由上面的分析及實例可以看出，絲杠的故障均由于維護保養不到位引起的，下面我們來談一下絲杠的保養及維護：
　　滾珠絲杠副的潤滑
　　在使用滾珠絲杠副時，必須要有足夠的潤滑，如果潤滑不夠，將導致摩擦和磨損的增加，造成故障或壽命縮短等。潤滑不良可同時引起數控機床多種進給運動的誤差，因此，滾珠絲杠潤滑是日常維護的主要內容。
　　使用潤滑劑可提高滾珠絲杠耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。
　　潤滑油 一般為全損耗系統用油 一般情況下，用于滾動軸承的礦物油都適用。
　　特別是在高轉速情況下，以油潤滑比脂潤滑佳，這時滾珠絲杠副的溫升較小。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副可在每次機床工作前加油一次。
　　潤滑脂 可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內，而潤滑油則經過殼體上的油孔注入螺母的空間內。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂， 采用脂潤滑的優點可以使滾珠絲杠傳動系統在一段很長時間后才需進行補充。也就是說，在多數情況下，可以省去一套補充潤滑的裝置。補充潤滑脂的限量為大約填入螺母內空間容積的一半。可以使用所有高級滾動軸承潤滑脂，但要注意潤滑脂廠家的說明和提示
　　
　　2. 絲杠支承軸承的定期檢查
　　定期檢查絲杠支承與床身的連接是否松動，連接件是否損壞，以及絲杠支承軸承的工作狀態與潤滑狀態。
　　
　　3. 滾珠絲杠副的防護
　　滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應避免硬質灰塵或切屑污物進入，因此，必須裝有防護裝置。如果滾珠絲杠副在機床上外露，則應采用封閉的防護罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時，將防護罩的一端連接在滾珠螺母的側面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內孔做成與絲杠螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質塑料制成，其內孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但防塵效果差。工作中應避免碰擊防護裝置，防護裝置一有損壞應及時更換。

　　安裝及注意事項

　　滾珠絲杠副是精密的傳動單元，安裝滾珠絲杠副需要專門的技能和正確的測量設施。一般情況下，滾珠絲杠副的直線性偏差用手是感覺不到的，而滾珠絲杠徑向力及偏心力則由外部導軌承擔，為避免對滾珠絲杠副損壞，必須安裝限位裝置。使用時需注意的事項如下：
　　1）請注意避免撞擊、彎曲，應小心拿取。
　　2）應保證支撐座孔與螺母座孔同軸性，不允許在不同軸的情況下強行安裝。
　　3）請不要使滾珠絲杠副承受徑向力，以免彎曲，部分滾珠過載，從而導 致傳 動不平穩，影響精度及使用壽命。