龍門加工中心橫梁系統(tǒng)中滾珠絲杠熱特性研究
滾珠絲杠系統(tǒng)由于摩擦阻力小、傳動(dòng)效率高、可逆性、剛度好、高精度、使用 壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于龍門加工中心、落地鏜銑床等各種工業(yè)設(shè)備和精密機(jī) 床中[47]。滾珠絲杠副作為龍門加工中心XH2130的關(guān)鍵傳動(dòng)部件，能夠?qū)崿F(xiàn)精密傳 動(dòng)與準(zhǔn)確定位的功能。由于絲杠的傳動(dòng)誤差將直接影響整機(jī)的定位精度性能，進(jìn)而 還會(huì)影響到工件的加工精度。而滾珠絲杠在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，將與螺母和軸承發(fā)生摩擦 而產(chǎn)生熱量。隨著滾珠絲杠回轉(zhuǎn)速度的增加，使得溫度上升，溫升又會(huì)引起熱變形 導(dǎo)致絲杠定位精度變化，最終導(dǎo)致機(jī)床橫梁系統(tǒng)的定位精度下降，這對(duì)絲杠傳動(dòng)系 統(tǒng)和整機(jī)都是不利的。因此，橫梁系統(tǒng)中滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)熱態(tài)特性的研宄，對(duì)提 高龍門加工中心的工作精度具有非常重要的意義。4.1熱源分析X2130龍門加工中心的Y軸滾珠絲杠兩端固定在橫梁上，由固定在橫梁上的Y 軸伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)Y軸滾珠絲杠，帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)并沿Y 軸滾珠絲杠做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)螺母座帶動(dòng)滑座實(shí)現(xiàn)Y軸向運(yùn)動(dòng)，Y軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 如圖4-1所示。XH2130龍門加工中心的橫梁系統(tǒng)熱力學(xué)分析的部件主要包括：橫梁Y軸滾珠 絲杠副，W軸的滾珠絲杠螺母副，Z軸上滑座和橫梁的上下導(dǎo)軌的摩擦副。本節(jié)重 點(diǎn)分析橫梁系統(tǒng)中滾珠絲杠子系統(tǒng)的熱態(tài)特性。當(dāng)滾珠絲杠系統(tǒng)在工作狀態(tài)時(shí)，在摩擦力矩的作用下，主要熱源有：（1)內(nèi)部 主要熱源：橫梁Y軸滾珠絲杠副（伺服電機(jī)、推力球軸承、深溝球軸承、滾珠絲杠 螺母副摩擦產(chǎn)生的熱）。（2)外部主要熱源：陽(yáng)光照射、照明設(shè)備、供暖設(shè)備等。 本文外部熱源只考慮環(huán)境溫度。