[实用新型]热膨胀补偿机构及其应用的端部膨胀结构、螺旋传动结构

说明书

本实用新型公开了一种热膨胀补偿机构及其应用的端部膨胀结构、螺旋传动结构，热膨胀补偿机构，包括主轴箱、热膨胀零部件、补偿杆、温度控制器；热膨胀零部件上安装有温度监测装置，补偿杆上安装有加热及温度监测装置，补偿杆的活动端与热膨胀零部件的固定端连接，热膨胀零部件的固定端与主轴箱连接，补偿杆与热膨胀零部件的热膨胀系数相同，温度控制器与热膨胀零部件上的温度监测装置、补偿杆上的加热及温度监测装置相连。本实用新型大大的提升了设备在刚运行或运行不规律时的精度稳定性，使设备可以在不空运行预热的情况下即可投入使用，并且解决了不规律的热膨胀导致的精度不稳定的问题，提升了设备的使用效率。

技术领域

本实用新型涉及热膨胀补偿技术领域，尤其涉及一种热膨胀补偿机构及其应用的端部膨胀结构、螺旋传动结构。

背景技术

在精密的自动化设备及机床的工作过程中，由于一些结构或机构的特点，会产生热量，这些热量会造成主要零部件的整体或者局部的温度与环境温度有差异。由于温度的差异，将会导致主要零部件产生相应的热膨胀。虽然在设备运行一段时间后，膨胀量会趋于稳定，对于设备的使用不会有太多的影响，但在正式工作前，设备需要运转一段时间，使膨胀量趋于稳定后才能够进行作业。这种情况会影响设备的正常使用效率，也会增加设备磨损的情况。

在精密设备中，夹持机构是很重要的结构，它直接影响着生产产品的精度，然而很多自动夹持机构在工作一段时间后，随着其工作原理的因素都会产生热量或间接接收热量导致产生膨胀。如电磁吸盘，由于电磁场的因素，会让自身产生一定温度；液压夹持机构，油泵工作过程中会产生摩擦生热，导致液压油升温从而传导至夹持机构。

如电磁吸盘其主体材料为大理石材质时，在其整体厚度为150mm时，其自身温度比环境温度高出30℃时，其膨胀量可以达到0.0207mm，如果再加上加工过程中的加工误差、累计误差，很可能会达不到质量要求，甚至有些精密零件要求的误差要比这个数值还要小很多。

在精密设备中，最容易产生这样问题的机构就是螺旋传动机构，如滚珠丝杠、梯形丝杠等。在螺旋传动工作过程中的摩擦热量会导致螺杆的温度产生变化，这种温度的变化会根据丝杆的主要工作位置的变化、工作强度的变化等因素产生变化。如一个经常高速往复使用的螺旋传动机构中，其频繁往复的距离为500mm，丝杆的温度比环境温度高40℃时，其膨胀量可以达到0.25mm。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种热膨胀补偿机构及其应用的端部膨胀结构、螺旋传动结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：热膨胀补偿机构，包括主轴箱、热膨胀零部件、补偿杆、温度控制器；热膨胀零部件上安装有温度监测装置，补偿杆上安装有加热及温度监测装置，补偿杆的活动端与热膨胀零部件的固定端连接，热膨胀零部件的固定端与主轴箱连接，补偿杆与热膨胀零部件的热膨胀系数相同，温度控制器与热膨胀零部件上的温度监测装置、补偿杆上的加热及温度监测装置相连。

端部膨胀结构，具有热膨胀补偿机构，热膨胀零部件为夹持机构，夹持机构上安装有温度监测装置，夹持机构的固定端与主轴箱连接，主轴箱与滑块一连接，滑块一与滑轨滑动连接，滑轨安装在机架一上，机架一与补偿杆的固定端连接，补偿杆的活动端与夹持机构的固定端连接，补偿杆上安装有加热及温度监测装置。

进一步的，还包括滑板一，滑板一为L型结构，滑板一的长边水平固定在主轴箱与滑块一之间，滑板一的短边竖直向下，其内侧与补偿杆的活动端连接。

螺旋传动结构，具有热膨胀补偿机构，热膨胀零部件为螺杆，螺杆上安装有温度监测装置，螺杆的固定端通过螺母与主轴箱连接，主轴箱与滑块一连接，滑块一与滑轨滑动连接，滑轨安装在机架二上，机架二与补偿杆的固定端连接，补偿杆的活动端通过电机安装架与螺杆的活动端连接，电机安装架上安装有行走电机，行走电机与螺杆的活动端连接，电机安装架通过滑块二与滑轨滑动连接，补偿杆上安装有加热及温度监测装置。

进一步的，还包括滑板二，滑板二固定在主轴箱与滑块一之间，螺母固定在滑板二上。