摘  要：gunzhusigangshigongyezidonghuachuandongzhongdeguanjianbujian
，nengyouxiaotigaochuandongxiaolv，tishengdingweijingdu，jieshengcaozuoshijian。benwencongyingyongjiaoduchufa

，duigunzhusigangdequdongjiegoujinxinglefenxi，duigunzhusigangdeyixieguanjiancanshujinxingleshuoming，bingchongfenkaolvkehudeshijiyaoqiu
，duigunzhusigangxuanxinggeyaojianjinxinglexiangxijisuanhefenxi
，bingxuanpeilegaoxingjiabimanzushiyongyaoqiudegunzhusigang。

 

    關鍵詞：柔性化，定位精度，直線運動，額定靜負荷

 

    隨著現代化生產的工業自動化程度提高，客戶對自動化、高gao效xiao率lv和he高gao精jing度du傳chuan動dong的de要yao求qiu越yue來lai越yue多duo。很hen多duo傳chuan統tong的de傳chuan動dong方fang式shi已yi不bu適shi合he當dang前qian產chan業ye的de需xu要yao，滾gun珠zhu絲si杠gang這zhe種zhong高gao精jing度du的de傳chuan動dong產chan品pin在zai市shi場chang上shang的de需xu求qiu越yue來lai越yue大da。滾gun珠zhu絲si杠gang是shi工gong具ju機ji和he精jing密mi機ji械xie上shang最zui常chang使shi用yong的de傳chuan動dong元yuan件jian，其qi主zhu要yao功gong能neng是shi將jiang旋xuan轉zhuan運yun動dong轉zhuan換huan成cheng線xian性xing運yun動dong，或huo將jiang扭niu矩ju轉zhuan換huan成cheng軸zhou向xiang反fan覆fu作zuo用yong力li
，同tong時shi兼jian具ju高gao精jing度du、可逆性和高效率的特點。

傳(chuan)統(tong)製(zhi)藥(yao)行(xing)業(ye)壓(ya)片(pian)機(ji)上(shang)調(tiao)整(zheng)藥(yao)片(pian)壓(ya)模(mo)的(de)間(jian)隙(xi)基(ji)本(ben)為(wei)手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)，調(tiao)整(zheng)精(jing)度(du)差(cha)
，效(xiao)率(lv)低(di)，嚴(yan)重(zhong)製(zhi)約(yue)了(le)製(zhi)藥(yao)廠(chang)的(de)生(sheng)產(chan)產(chan)能(neng)，客(ke)戶(hu)更(geng)改(gai)該(gai)結(jie)構(gou)的(de)意(yi)願(yuan)非(fei)常(chang)強(qiang)烈(lie)。對(dui)於(yu)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)而(er)言(yan)

，如(ru)何(he)選(xuan)配(pei)合(he)適(shi)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)，選(xuan)配(pei)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)的(de)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)，是(shi)一(yi)項(xiang)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)並(bing)且(qie)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)的(de)工(gong)作(zuo)。

 

    （I） 運動方向：垂直方向

    （Ⅱ）負載大小F：無外加壓力狀況：20-30KG

                    外加壓力大小：1000KG

    （Ⅲ）運行速度Nm：勻速運行
，10rpm

    （Ⅳ）絲杠導程P：5mm

    （Ⅴ）精度要求E：50mm內累積偏差＜0.02mm

    （Ⅵ）有效行程L：120mm

 

    客戶之前結構主要采用手動方式進行動力傳動和定位。

    機構的工作原理：在zai蝸wo杆gan的de一yi端duan裝zhuang有you手shou輪lun
，轉zhuan動dong手shou輪lun帶dai動dong蝸wo杆gan轉zhuan動dong，再zai由you蝸wo杆gan帶dai動dong斜xie齒chi輪lun，該gai斜xie齒chi輪lun在zai軸zhou向xiang上shang下xia兩liang端duan被bei限xian製zhi住zhu，隻zhi能neng作zuo旋xuan轉zhuan運yun動dong，且qie同tong螺luo母mu聯lian為wei一yi體ti，通tong過guo斜xie齒chi輪lun和he螺luo母mu的de旋xuan轉zhuan運yun動dong，帶dai動dong直zhi徑jing為weiM22mmdeshengjiangganzuoshangshenghuoxiajiangdezhixianyundong。yundongdaoyaoqiudegongyiweizhihou，shengjiangganjiutingzhibudongle，yayaodongzuokaishijinxing，yayaoyunxingqijian
，yalundezuidayaliwei1噸。而當壓藥品種需要更換時，再手動調節升降杆上升或向下做直線運動到另一工位。

    從運動機理上分析，該機構設計合理
，能滿足使用要求。但不足之處也非常明顯：

    （1）靠人工來調整上升或下降距離，自動化程度很低。

    （2）外協加工的升降杆與斜齒輪為非標產品，製造精度難以保證。

    （3）工作效率低。因藥片本體比較小
，要求的厚薄精度比較高，隻能通過多次的試驗來進行調整。

    基於以上存在不足，客戶期望提升設備檔次
，操作更加靈活快捷，達到以下要求：

    （1）提升設備的柔性生產能力，快速應對不同規格的藥片生產。

    （2）提高調整效率，減少試驗次數
，提高成功率。

    （3）定位精度要求≤0.02mm

 

    針對客戶的改進要求，客戶對結構進行了調整：擯棄手動操作裝置，改為完全自動化操作和控製的裝置，同時實現更精確的定位要求。為此，客戶對設備進行了結構改進。

運動機理分析：改進後通過伺服電機11帶動連接間15
，再通過鍵與螺母3的連接，帶動螺母旋轉，螺母沿軸向被限位
，不能作直線運動

，從而帶動滾珠絲杠8作直線運動。進而達到調節滾輪與壓板的間隙
，控製藥片厚薄的目的。

    以上結構的好處也非常明顯：

    （1）通過伺服電機帶動滾珠絲杠運動，代替手動搖輪，操作簡單方便，自動化程度得到提升。

    （2）通過選用高精度滾珠絲杠，達到更高的傳動精度。

    （3）應對不同的藥片
，可比較快捷達到生產要求，柔性化得到加強。

    結構改進的主要難點在於：

    （1）裝配絲杠的空間比較狹小。

    （2）不同於傳統的絲杠旋轉，螺母作直線運動；客戶要求螺母旋轉，絲杠作直線運動。

 

    1、基本額定靜負荷C0定義

    即絲杠軸向靜止的負荷，是指絲杠承受絲杠溝槽與鋼珠接觸點（即螺母與絲杠軸）的永久變形量和鋼珠本身的永久變形量的總和達到鋼珠直徑的0.01%時的最大軸向力。此負荷值即為基本額定靜負荷。

    2、受力分析

    無外力狀況時，軸向負載為30KG，即30kgf

    施加外力時
，軸向負載為1噸，即1000kgf

    考慮到設備實際工作狀況，滾珠絲杠在運動狀態（即調節間隙大小時）zhishoufuzaipingtaizishenzhonglizuoyong，gaizhongliangfeichangxiao，kebuyongkaolv。shijiawailishi，yinwailijiaoda，xuzhongdiankaolv，cishisigangchuyujingzhizhuangtai，yinerwomencankaogunzhusigangdeedingjingfuhezhijike。

    3
、螺帽形式的選定

    對應施加1000kgf外力工況，參考滾珠絲杠樣本
，可查到對應直徑25mm，導程5mm，鋼珠回流圈數4，滾珠絲杠的額定靜負荷值為4100kgf。如圖表1中的數據所示。

圖1

    C0=4100kgf  Cj=1000kgf 

    C0＞Cj

    由此，初步可選R25-5T4係列滾珠絲杠。

    因滾珠絲杠僅在靜態時受力，隻要受力大小有一定的安全餘量即可滿足要求，該安全餘量S推薦選3倍以上。根據以下公式進行核算：

   S=

   帶入相應數據
，有：

   S= = =4.1＞3

   故R25-5T4係列滾珠絲杠滿足預期使用要求。

  

    客戶在滾珠絲杠軸向運動的調整距離比較小
，不超過120mm，同時考慮螺母自身的長度，客戶絲杠長度選為183mm。

      滾珠絲杠的精度可根據圖表2中的數據來確定。

圖2

    客戶的有效行程在120mm以內，要求的累積導程偏差在0.02mm以內。根據以上表格，選取精度等級C4即可滿足使用要求。

 

    綜上核算及精度確認，根據中達滾珠絲杠型號編碼規則，最終滾珠絲杠的型號確定為：R25-5T4-FSI-183-183-C4。

 

    在此次藥片機的機構升級改進項目中，主要協助客戶對原手動機構進行了自動化改進，實現了客戶的預期要求
；同時對滾珠絲杠的選型、計ji算suan進jin行xing了le詳xiang細xi分fen析xi
，選xuan擇ze了le合he適shi的de產chan品pin。通tong過guo此ci次ci結jie構gou改gai型xing成cheng功gong，客ke戶hu在zai後hou續xu的de常chang規gui機ji型xing上shang，將jiang參can考kao本ben案an全quan部bu更geng換huan為wei滾gun珠zhu絲si杠gang傳chuan動dong的de自zi動dong化hua操cao作zuo結jie構gou。

相信隨著國內自動化水平的提高，滾珠絲杠這種高端傳動產品將會被越來越多的應用到各行業
，進一步滿足客戶對高速、高精的需求。

 

    [1] 滾珠絲杠的選擇與應用--《現代零部件》         2004年Z2期

    [2] 高速滾珠絲杠副綜合性能測試係統開發與應用   網絡百度文庫  2010.5.22