[发明专利]一种预紧力可调可测的行星滚柱丝杠副预紧装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种预紧力可调可测的行星滚柱丝杠副智能预紧装置，具体涉及一 种可调节预紧力的超磁致伸缩致动器。

背景技术

行星滚柱丝杠副是一种可将旋转运动和直线运动相互转化的机械装置，其主 要由丝杠、滚柱、螺母三部分组成。随着现代高端制造业的高速发展，行星滚柱 丝杠副开始逐步应用于高精密机床等高端装备制造业，为了减小或消除轴向间隙, 并提高滚珠丝杠副的刚度，对行星滚柱丝杠副预先施加预紧力，大约为其承载的 三分之一，现在并多采用双螺母预紧方法，在工作时，高加速起、停时常发生， 负载和温度变化等因素,要求行星滚柱丝杠副预紧力也要能实时调整以保证滚珠 丝杠副传动时的性能需求。

传统上多使用双螺母螺纹预紧调隙、弹簧式自动调整预紧调隙式、双螺母齿 差式预紧调隙式等方法，在工作一段时间后，由于摩擦产热、磨损等因素，导致 间隙变化，进而所需预紧力产生变化，此时需要人工手动调节，例如专利号ZL2012 10118236.6公开的一种消除丝杠与滚柱轴向间隙的方法和专利号ZL20121 0206343.4公开的一种可同时消除两侧轴向间隙的单螺母行星滚柱丝杠机构，这 两项专利所采用的消隙方法均是采用手动机械调节，当螺纹发生磨损时，无法实 现预紧力实时自动调节，给设备安装和调节等方面带来不必要的麻烦，而且，手 动机械调节很难精准控制预紧力，反而造成额外附加力矩造成过度磨损，降低机 构使用寿命。

中国专利文献CN104565253A公开的《一种双螺母滚珠丝杠副自动预紧装置》, 包括滚珠丝杠副、初始预紧螺栓、压力传感器、端盖、超磁致伸缩致动器等，通 过超磁致伸缩致动器来调节预紧力，但是初始预紧力由螺栓提供，工作时预紧力 变化有时也需要手动调节螺栓松紧，再配合使用超磁致伸缩器调节预紧力，无法 完全实现动态自动调节，并且无法测得预紧力的精确值。并且当前尚未有针对行 星滚柱丝杠副的预紧力装置。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有预紧装置大多针对滚珠丝杠副，没有具 体针对行星滚柱丝杠副的自动可实时测量并进行预紧力调节的预紧装置，并且现 有滚珠丝杠副预紧装置无法在工作中完全实现自动，也不能实时精确测量预紧 力，针对现有装置的各项不足，本装置提供一种完全自动调整、可实时测量预紧 力大小的行星滚柱丝杠副预紧装置。

本发明的技术方案是：一种预紧力可调可测的行星滚柱丝杠副预紧装置，包 括丝杠3、滚柱4、第一螺母1和第二螺母5；超磁致伸缩器、激励线圈6、预紧弹 簧12、隔热片层2和激光测距仪13；所述第一螺母1和滚柱4啮合；第二螺母5和滚 柱4啮合；所述超磁致伸缩器外壁周向铺设有隔热片层2，且超磁致伸缩器两端分 别连接第一螺母1和第二螺母5；预紧弹簧12两端分别固连在第一螺母1和第二螺 母5上，用于为整个装置提供初始预紧力；第一螺母1上装有激光测距仪13，用于 测量工作过程中第一螺母1和第二螺母5之间的距离变化，得出弹簧所提供的预紧 力；激励线圈6位于超磁致伸缩器内，激励线圈6外连电源，电源连接控制器，控 制器控制电源输出电流大小，电流变化引起超磁致伸缩器变化从而调节预紧力大 小。

本发明进一步的技术方案是：所述超磁致伸缩器包括超磁致伸缩棒7、拉压 力传感器8、推动盖9和超磁致伸缩套筒10；磁致伸缩棒7位于超磁致伸缩套筒10 内，且磁致伸缩棒7轴线方向与滚柱4轴线方向相互平行，超磁致伸缩套筒10两端 通过推动盖9进行封闭，推动盖9外侧设有拉压力传感器8，拉压力传感器8另一端 与螺母固连；且超磁致伸缩套筒10、拉压力传感器8和磁致伸缩棒7所在轴线相互 重合；激励线圈6缠绕包裹在磁致伸缩棒7上。

本发明进一步的技术方案是：电流变化引起超磁致伸缩器变化从而调节预紧 力大小；超磁致伸缩棒长短的变化，长短变化所产生的推力变化可以调节预紧力 大小，两个螺母之间连接有预紧弹簧提供初始预紧力。

本发明进一步的技术方案是：预紧弹簧12与两个螺母之间通过螺栓进行固连。

本发明进一步的技术方案是：拉压力传感器8与螺母之间通过螺栓进行固连。