3.6空心滚珠丝杠副在不同开口大小的仿真分析

对于空心滚珠丝杠副的开口大小不仅影响到滚珠丝杠的温度场分布与滚珠丝杠 副的强度，而且与丝杠的加工工艺有很大的关系。超细长孔的加工一直是加工制造业 的一个关键工艺。所以，针对丝杠的开孔的大小，本文从温度场与强度两个方面综合考虑。
图3.34是不同的开口大小的温度场。很明显随着开口的增大，温度分布值会越 来越低；同时从仿真中看出开口 11mm与开口 12mm的差距并不大。从整体上与实心 滚珠丝杠相比，温度分布大大的降低。考虑到强度方面的影响选择开口 11mm的滚珠 丝杠较好。然而如果考虑加工工艺的需要，或许开口越大越容易加工，这时需要同时 考虑加工工艺是否可行。如果加工工艺允许，选择开孔直径10mm的空心滚珠丝杠合适。

图3.35是不同的开口大小对应的总热位移图。从仿真的结果看出开口 11mm与 开口 12mm的热伸长量几乎是一致的，且开孔越大对滚珠丝杠的刚度、强度削弱越严 重。因此，不必因为考虑减小热变形量而增大空心滚珠丝杠的开口。

3.7空心/实心滚珠丝杠副纵截面在不同转速下瞬态温度分布对比

热变形特性仿真的最后，与实心滚珠丝杠对比，探宄空心滚珠丝杠上热量传递的 快慢。下图3.36与图3.37分别是实心/空心滚珠丝杠的截面上的温度的平均值。从图 3.36 可知，在 15m/min、30m/min、60m/min、120m/min 时达到平衡的时间分别为 1500s、
2000s、3000s、4500s左右。实心滚珠丝杠达到热平衡的时间随转速的增大而延迟。 对于图3.37,由于大量的摩擦热被丝杠及螺母冷却液带走，滚珠丝杠的温升较小，时 间延迟并不明显。

图3.36实心滚珠丝杠纵截面平均温度分布图 对比图3.36、图3.37可知，实心滚珠丝杠达到稳态的时间大约在1500s—4500s 之间，而空心滚珠丝杠达到稳态的时间大约在50s — 100s。实心滚珠丝杠达到稳态的 时间几乎是空心滚珠丝杠的30倍。
本为认为这是因为冷却液带走大量的摩擦热，减小了丝杠的温差，使丝杠达到热 平衡的时间大大缩短。从机床精加工的前期热机准备时间的意义上，这对于缩短机床 的热机时间具有重要意义。

本文采摘自“空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！