重載靜壓絲杠螺母結構設計

焦建華 李立強 姜 輝 郝峻崧

(齊重數控裝備股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161005)

目前，我國重型單柱移動立式車床的橫梁升降傳動結構一般采用普通滑動絲杠螺母傳動，這種傳動結構摩擦系數大、傳動效率低、承重小、易磨損、可靠性低和噪聲大。由于滑動絲杠螺母磨損、失效引起的橫梁滑落事故時有發生，已成為易引起機床重大事故的主要隱患之一。橫梁升降絲杠傳動結構是重型單柱移動立式車床設計、制造的主要技術難點之一。

為了解決上述問題，我公司開發研制了重載靜壓絲杠螺母結構，該靜壓絲杠螺母的牙型采用鋸齒形結構，連續、完整的靜壓油室均布在靜壓螺母螺紋牙上。該靜壓絲杠螺母結構具有承載能力大、摩擦系數非常小、傳動效率高、可靠性高和噪聲小的特點。該靜壓絲杠螺母結構還帶有靜壓螺母磨損保護裝置，徹底消除了由于意外原因造成靜壓螺母磨損、失效，從而導致橫梁滑落事故的發生。

1 重載靜壓絲杠螺母結構介紹

重載靜壓絲杠螺母結構如圖1所示。靜壓螺母1的外圓柱面安裝在螺母座2的定心內孔中，表壓螺母1的軸肩面固定在螺母座2的下端面上;鋸齒形絲杠8安裝在靜壓螺母1的螺紋孔中;保險螺母7安裝在靜壓螺母1下部，其沉孔套在靜壓螺母1下部外圓柱面上;限位開關5安裝在螺母座2下部側面，撞塊6安裝在保險螺母7側面，撞塊6頂面距限位開關5觸頭距離為2 mm;靜壓油室4開在靜壓螺母1的螺紋牙上面，進油孔3位置布置在通過靜壓油室4并平行于螺紋牙下面斜向上的位置;螺紋牙上面與螺紋牙下面的夾角為銳角，并形成鋸齒狀結構。由于靜壓螺母1只承受橫梁重量單方向的載荷，因此只在靜壓螺母1的螺紋牙上面布置靜壓油室。

2 靜壓絲杠螺母結構的工作過程

首先，高壓液壓油通過進油孔3進入靜壓油室4，液壓油的壓力作用在鋸齒形絲杠8和靜壓螺母1的螺紋牙上面，鋸齒形絲杠8受到液壓油的壓力方向向下，靜壓螺母1受到液壓油的壓力方向向上;靜壓螺母1通過其下部的軸肩面推動螺母座2向上運動，鋸齒形絲杠8旋轉但不軸向移動，靜壓螺母1受到鋸齒形絲杠8的反作用力后，同時帶動螺母座2和保險螺母7沿鋸齒形絲杠8的軸向方向上下運動但不旋轉;當靜壓螺母1由于意外原因而磨損時，在靜壓螺母1下部的保險螺母7向上運動，并帶動固定在其上的撞塊6一起向上運動;靜壓螺母1螺紋牙承重側磨損超過2 mm時，撞塊6觸發限位開關5的觸頭，限位開關5發出報警信號反饋給電氣系統，電氣系統控制機床立即停止工作。

3 結語

新研制的靜壓絲杠螺母結構，經過在16 m數控重型單柱移動立式車床上使用驗證，該設計結構合理、安全可靠，完全滿足設計要求，取得了良好的經濟效果，已在我公司的數控重型單柱移動立式車床系列上全面投入使用。