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滚珠丝杠升降机故障分析及修理(附件)【字数:5199】

2024-01-25 16:12编辑: www.jxszl.com景先生毕设
滚珠丝杠传统的直线运动为马达通过丝杠将旋转运动转化为直线运动,在此过程中,传动效率及由磨损产生的精度及精度保持性问题是机械行业在实际工作中不可避免的。本文首先阐述配备滚珠丝杠升降系统部件的组成以及部件的作用,例举其中的滚珠丝杠的磨损,现实案例和保养加以说明。在要求高精度及其保持性的情况下,滚珠丝杠由于承受的重量大,长期的磨损和受力会导致滚珠丝杠的变形,对机械造成影响,导致生产出的产品存在质量问题,甚至有潜在危险,造成人员伤亡。因此滚珠丝杠的故障查找和维护在日常工作中是需要给予高度重视的。
目 录
引言 1
一、升降机系统及滚珠丝杠的作用 2
(一)升降机升降系统部件的组成及作用 2
(二)滚珠丝杠的构成及作用 2
二、滚珠丝杠的工作原理及分类 3
(一)滚珠丝杠的工作原理 3
(二)滚珠丝杠的分类 3
三、滚珠丝杠的拆解检测理论基础 4
四、故障诊断 4
(一)故障原因 4
(二)典型故障分类 4
五、常见故障维修实例 6
六、滚珠丝杠的维护措施 8
七、滚珠丝杠的注意事项 9
总结 11
致谢 12
参考文献 13
引言
随着时代的发展,很多工厂都进入了自动化设备时代,伴随着工业4.0的进一步加强。更多的新型产品的诞生,但伴随着时代的进步,很多物件已经不是光靠人力可以解决的。需要靠更加先进的机器来解决这些人力暂时无法完成的事情。而在控制精度位置的同时,滚珠丝杆起到了很大的作用,来定位加工的点使得工作效率的提高,和保证了人的安全。
人们根据生活的经验都知道材料有一定的磨损度,在长时间的负重受力的情况下,材料会发生不可避免的变形更有些设备直接会发生断裂,为此我们要对机械中的滚珠丝杠有很好的认识从中找到故障的原因,并且对滚珠丝杠的维护和保养。减少不必要的损失。
一、升降机系统及滚珠丝杠的作用
(一)升降机升降系统部件的组成及作用
1、升降机主要由基座、导轨、滚珠丝杠螺母、工作台、减速箱、和电机等部分组成。(结构图11)
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2、升降机升降系统是通过蜗轮副减速传递扭矩,并由丝杠转化为直线运动的机构。
(二)滚珠丝杠的构成及作用
滚珠丝杠是升降机的重要部件。它是控制着整个升降机的运动方向和动力的重要驱动部件,决定了升降机台的平稳性和顺滑性,保证了人们的安全。
滚珠丝杠传动系统主要包括了滚珠丝杠、螺母、滚珠、联轴器,马达等多个部件。其中马达(图12)是动力设备,将电能转化成机械能,给整个滚珠丝杠传动系统提供动力。
滚珠丝杠传动系统是升降机的动力体现的装置总称,它的作用是将动力传递到平面上,实现机械的直线运动。
二、滚珠丝杠的工作原理及分类
(一)滚珠丝杠的工作原理
(1)结构原理:滚珠丝杠螺母副(简称滚珠丝杠)是以滚珠的增加和减少作为螺旋式传动元件实现水平和垂直方向上的运动,其结构如图1所示。
(2)工作原理:丝杠和螺母的基本结构上都是有着半圆弧形的螺旋槽,在组装的时候便形成了螺旋的滚珠滚道(即滚珠运动的轨道)。螺母上有滚珠回路管道,多数都有着多圈的螺旋滚道,连接起来构成封闭的循环滚道,在滚道中装满涂好润滑油的滚珠。丝杠运作时,滚珠在滚道内循环转动即自转,从而达到螺母(或丝杠)作水平移动。
(二)滚珠丝杠的分类
根据滚珠在运动过程中是否始终与丝杠接触,可分为内循环(见图22)与外循环(形式参照图21)两种。
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(1)内循环
滚珠在返回过程中与丝杠保持接触的称内循环。内循环结构的滚珠丝杠的回珠滚道安置在螺母里面,其回珠滚道称为返向器,以腰形槽嵌块居多。如图2所示。内循环滚珠丝杠的结构紧凑、定位精度高,磨损发生率低、不会出现滚珠卡死堵塞的情况,但制造工艺复杂,造价成本高。
滚珠在返回过程中与丝杠脱离接触的循环方式称为外循环。外循环滚珠丝杠的滚珠通过布置在螺母外部的回珠管道返回到丝杠螺母滚道中。这种结构是在螺母上沿轴向相隔数个半导程处,钻两个孔与螺旋槽相切,作为滚珠的进口与出口﹔再在螺母的外表面上铣出回珠槽并沟通两孔。另外,在螺母内的进、出口处各装一个挡珠器,并在螺母表面装一个套筒,这样就构成封闭的循环滚道。其制造简单,使用较广泛。但对回珠管道的接缝要求高,通常很难做到平滑,稍有偏差就会整体降低滚珠丝杆的平稳性,偏差严重时会发生卡珠现象,造成巨大噪声,且对机械本身有着很大的损害,安全系数低。
三、滚珠丝杠的拆解检测理论基础
滚珠丝杆疲劳寿命分析
由于减速箱与丝杠之间采用直联方式,轴承座与减速箱止口的同轴度误差将导致丝杠末端发生挠曲,进而产生弯曲应力。当丝杠旋转时,弯曲应力形成对称循环应力,当弯曲应力大于丝杠材料的疲劳极限时,其横截面就会过早发生疲劳破坏。
四、故障诊断
(一)故障原因
滚珠丝杠损坏失效的可能性可分为三大类:表面损伤、严重变形和断裂失效三种。
滚珠丝杠在使用过程中受到较大的冲击载荷,转速过快和负载太重或者有异物掉入造成表面的污染和阻塞。也可能是滚珠丝杠本身在加工时的质量没有达标,导致滚珠丝杠本身的承载力没有达到预定值使得故障的发生,同时也有后期安装问题,当滚珠丝杠、螺母、动力轴同轴的误差更有可能滚珠丝杠和导轨的平行误差较大,也很容易造成滚珠丝杠的断裂(图41)。
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(二)典型故障分类
1、表面损伤失效
在滚珠丝杠的制作和搬运途中都可能出现不可避免的碰撞和磨损,这样的情况就会造成升降台的滚珠丝杠传动系统无法正常工作或失去精度的现象。
1.1接触疲劳失效
在滚珠丝杠传动系统的滚动和滚滑运动的时候与其他的零件接触使表面材料疲劳断裂而形成的点蚀现象。长时间的超负荷运行;润滑剂粘度和用量不当;颗粒异物进入;设备的老化;未及时维修和维护不当等。
1.2腐蚀失效
丝杠本身表面材料与周围介质发生化学反应,称为腐蚀磨损。存放地方有水和腐蚀物质,存放的方式不对、密封的失效(图42)。
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2、变形失效

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