长滚珠丝杠辅助支撑装置在机床中的设计与应用

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长滚珠丝杠辅助支撑装置在机床中的设计与应用近年来，滚珠丝杠副作为数控机床直线驱动执
行单元，在机床行业得到广泛运用，推动了机床行
业的数控化发展 但当滚珠丝杠过长时，采用的
丝杠转动 螺母移动 的驱动方式来定位安装的长
滚珠丝杠，由于其长径比太大，丝杠越长，挠度也
越大，势必会导致滚珠丝杠中间因重力而向下弯曲
变形 在自身的重力及旋转时产生的惯性作用下，
使得长滚珠丝杠在高速转动时就会产生-系列谐波
振动等问题，进而影响机床的运动精度和加工精度，
而且对轴承会产生很大的作用力，轴承又会反作用
于丝杠，这会加速丝杠和轴承的磨损，对丝杠的精
度和寿命很不利
为获得高传动精度，除了加大滚珠丝杠副直径
来提高本身的刚度外，现在大多都是增加辅助支撑
装置来增强丝杠的刚性，从而提高机床的精度和稳
定性 如图1 所示为 XK2416 /6 数控龙门机床的纵向
进给装置，由于行程长，丝杠跨度6 500mm，为了提
高机床的精度，就使用了丝杠辅助支撑装置
图1 XK2416 /6 机床纵向进给装置
1. 丝杠 2. 工作台 3. 丝母座 4. 丝母
5. 压块 6. 电动机 7. 床身 8. 辅助支撑装置
1. 工作原理及工作过程
根据提供支撑力的介质不同，滚珠丝杠辅助支
撑装置可分为液压式和气动式
辅助支撑装置的工作原理主要是利用活塞上下有效
面积差，在相同的压力 作用下，产生的液力来支
撑滚珠丝杠
如图2 所示，则辅助支撑装置装配好后要求的
支撑力
支 ( 1 － 0 )

1
4
(
2
0 － 2
1 )
式中 0 活塞的上直径 ( mm) ;
1 活塞的下直径 ( mm) ;
油压 ( MPa)
图2 液压式辅助支撑装置
1. 导柱 2. 轴承 3. 压块 4. 工作台 5. 丝杠 6. 支撑轮
7. 活塞 8. 基板 9. 床身 10. 液压缸 11. 压盖 12. 调整垫
( 2) 液压式辅助支撑装置的液压原理及调试过程
如图3 所示，首先把球阀关好，然后起动变量泵，
同时接通 YV0 电磁球阀和 YKD5 压力继电器，变量泵
持续向油路提供油压源，通过调节 ZDB2 溢流阀和
JY0 定压输出减压阀 观察表1 的同时，以导轨为基
准，在图1 的丝杠上端进行百分表测量，保证测量点