摘 要
滾珠絲杠是工業(yè)自動(dòng)化傳動(dòng)中的關(guān)鍵部件，能有效提高傳動(dòng)效率，提升定位精度，節(jié)省操作時(shí)間。本文從應(yīng)用角度出發(fā)，對(duì)滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，對(duì)滾珠絲杠的一些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了說明，并充分考慮客戶的實(shí)際要求，對(duì)滾珠絲杠選型各要件進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算和分析，并選配了高性價(jià)比滿足使用要求的滾珠絲杠。
1 前言
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的工業(yè)自動(dòng)化程度提高，客戶對(duì)自動(dòng)化、高效率和高精度傳動(dòng)的要求越來越多。很多傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式已不適合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的需要，滾珠絲杠這種高精度的傳動(dòng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的需求越來越大。滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。
傳統(tǒng)制藥行業(yè)壓片機(jī)上調(diào)整藥片壓模的間隙基本為手動(dòng)操作，調(diào)整精度差，效率低，嚴(yán)重制約了制藥廠的生產(chǎn)產(chǎn)能，客戶更改該結(jié)構(gòu)的意愿非常強(qiáng)烈。對(duì)于設(shè)計(jì)工程師而言，如何選配合適的定位精度，選配高性價(jià)比的滾珠絲杠，是一項(xiàng)非常重要并且勢(shì)在必行的工作。
2絲杠的基本要求
（I） 運(yùn)動(dòng)方向：垂直方向
（Ⅱ）負(fù)載大小F：無外加壓力狀況：20-30KG
外加壓力大小：1000KG
（Ⅲ）運(yùn)行速度Nm：勻速運(yùn)行，10rpm
（Ⅳ）絲杠導(dǎo)程P：5mm
（Ⅴ）精度要求E：50mm內(nèi)累積偏差＜0.02mm
（Ⅵ）有效行程L：120mm
3客戶之前結(jié)構(gòu)
客戶之前結(jié)構(gòu)主要采用手動(dòng)方式進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)和定位。
機(jī)構(gòu)的工作原理：在蝸桿的一端裝有手輪，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，再由蝸桿帶動(dòng)斜齒輪，該斜齒輪在軸向上下兩端被限制住，只能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且同螺母聯(lián)為一體，通過斜齒輪和螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)直徑為M22mm的升降桿作上升或下降的直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)到要求的工藝位置后，升降桿就停止不動(dòng)了，壓藥動(dòng)作開始進(jìn)行，壓藥運(yùn)行期間，壓輪的最大壓力為1噸。而當(dāng)壓藥品種需要更換時(shí)，再手動(dòng)調(diào)節(jié)升降桿上升或向下做直線運(yùn)動(dòng)到另一工位。
從運(yùn)動(dòng)機(jī)理上分析，該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能滿足使用要求。但不足之處也非常明顯：
（1）靠人工來調(diào)整上升或下降距離，自動(dòng)化程度很低。
（2）外協(xié)加工的升降桿與斜齒輪為非標(biāo)產(chǎn)品，制造精度難以保證。
（3）工作效率低。因藥片本體比較小，要求的厚薄精度比較高，只能通過多次的試驗(yàn)來進(jìn)行調(diào)整。
4改進(jìn)要求
基于以上存在不足，客戶期望提升設(shè)備檔次，操作更加靈活快捷，達(dá)到以下要求：
（1）提升設(shè)備的柔性生產(chǎn)能力，快速應(yīng)對(duì)不同規(guī)格的藥片生產(chǎn)。
（2）提高調(diào)整效率，減少試驗(yàn)次數(shù)，提高成功率。
（3）定位精度要求≤0.02mm
5改進(jìn)后結(jié)構(gòu)
針對(duì)客戶的改進(jìn)要求，客戶對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整：擯棄手動(dòng)操作裝置，改為完全自動(dòng)化操作和控制的裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更精確的定位要求。為此，客戶對(duì)設(shè)備進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析：改進(jìn)后通過伺服電機(jī)11帶動(dòng)連接間15，再通過鍵與螺母3的連接，帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母沿軸向被限位，不能作直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠絲杠8作直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)滾輪與壓板的間隙，控制藥片厚薄的目的。
以上結(jié)構(gòu)的好處也非常明顯：
（1）通過伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)，代替手動(dòng)搖輪，操作簡(jiǎn)單方便，自動(dòng)化程度得到提升。
（2）通過選用高精度滾珠絲杠，達(dá)到更高的傳動(dòng)精度。
（3）應(yīng)對(duì)不同的藥片，可比較快捷達(dá)到生產(chǎn)要求，柔性化得到加強(qiáng)。
結(jié)構(gòu)改進(jìn)的主要難點(diǎn)在于：
（1）裝配絲杠的空間比較狹小。
（2）不同于傳統(tǒng)的絲杠旋轉(zhuǎn)，螺母作直線運(yùn)動(dòng)；客戶要求螺母旋轉(zhuǎn)，絲杠作直線運(yùn)動(dòng)。
6滾珠絲杠的選型計(jì)算
