[发明专利]一种磁悬浮滚珠丝杠副

说明书

本公开涉及一种磁悬浮滚珠丝杠副，工作螺母与预紧螺母中螺孔内壁处均具有由多个位移传感器组成的传感器组，位移传感器能够沿螺孔直径方向测量螺孔内壁与丝杠外壁的间隙数值，传感器组包括四个沿螺孔圆周方向均布的位移传感器，每两个位移传感器成对使用且关于螺孔的中心轴线对称，多个传感器组沿丝杠轴线方向的投影重合；每个位移传感器处安装有一个适配的励磁线圈，励磁线圈能够沿适配的位移传感器的测量方向吸引丝杠，励磁线圈吸引丝杠的磁力能够调整以改变间隙数值，进而实现丝杠与工作螺母、预紧螺母的轴线重合。

技术领域

本公开属于滚珠丝杠技术领域，具体涉及一种磁悬浮滚珠丝杠副。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着装备制造业向高端、精密等极端制造方向扩展，高端装备急需高可靠性的核心传动部件供给。由于滚珠丝杠副作为一种高效、节能的传动与定位元件，在数控设备中滚珠丝杠副应用越来越广泛，但其接触磨损易造成精度下降及预紧力退化。

发明人了解到，在传统滚珠丝杠副中，主要依靠丝杠滚道与螺母滚道之间的滚珠传递载荷，且传统滚珠丝杠副预紧力依靠垫片预紧。随着滚珠丝杠副长时间运行，滚道或滚珠会产生磨损，磨损量难以定量，不调整或手动模糊调整造成预紧力不合理，影响滚珠丝杠副承载性能，进而影响重载数控装备加工精度。

同时，工作螺母、预紧螺母与丝杠在安装时有可能存在轴线不重合的情况，容易导致定位误差。

发明内容

本公开的目的是提供一种磁悬浮滚珠丝杠副，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：一种磁悬浮滚珠丝杠副，包括丝杠、工作螺母和预紧螺母，工作螺母与预紧螺母中螺孔内壁处均具有由多个位移传感器组成的传感器组，位移传感器能够沿螺孔直径方向测量螺孔内壁与丝杠外壁的间隙数值，传感器组包括四个沿螺孔圆周方向均布的位移传感器，每两个位移传感器成对使用且关于螺孔的中心轴线对称，多个传感器组沿丝杠轴线方向的投影重合；每个位移传感器处安装有一个适配的励磁线圈，励磁线圈能够沿适配的位移传感器的测量方向吸引丝杠，励磁线圈吸引丝杠的磁力能够调整以改变间隙数值，进而实现丝杠与工作螺母、预紧螺母的轴线重合。

作为进一步改进，所述工作螺母靠近预紧螺母一端的外圆处固定套设有第一环形励磁线圈、第一环形励磁线圈外部固定套设有第二环形励磁线圈；所述预紧螺母靠近工作螺母一端的外圆处固定套设有第三环形励磁线圈，第三环形励磁线圈的外部固定套设有第四环形励磁线圈。

作为进一步改进，所述第二环形励磁线圈与第四环形励磁线圈之间安装有环形压力传感器，所述环形压力传感器能够测量第二环形励磁线圈与第四环形励磁线圈之间的预紧力。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本公开依靠通过第一环形励磁线圈、第二环形励磁线圈、第三环形励磁线圈、第四环形励磁线圈与环形压力传感器的配合，能够产生轴向磁悬浮力来平衡轴向工作载荷，减少滚珠承载作用，减少滚珠与滚道之间的磨损作用，增强滚珠的导向作用。随着滚珠丝杠副长时间运行，因滚珠与滚道磨损造成预紧力退化，亦可通过控制环形励磁线圈电流来调整工作螺母与预紧螺母之间的预紧力。

采用位移传感器检测丝杠与螺母的间隙，通过控制励磁线圈的电流进而控制径向与横向磁悬浮力调整各截面的径向与横向间隙，防止螺母与丝杠轴线不平行而导致的定位误差。

为防止励磁线圈短路故障，采用第一环形励磁线圈与第三环形励磁线圈成对使用，第二环形励磁线圈与第四环形励磁线圈成对配合使用，即两对环形励磁线圈配合使用；当其中一对环行励磁线圈故障时，磁场强度会减弱，但不会使得励磁失效，从而增加励磁可靠性。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。