静压丝杠及其控制方法与流程

本发明涉及精密传动，具体而言，涉及一种静压丝杠及其控制方法。

背景技术：

1、静压丝杠是一种利用螺纹传动原理将回转运动转化为线性运动的结构，主要包括螺杆和螺母。液体静压丝杠的螺母内螺纹侧壁上设有静压油腔，静压油膜位于静压螺母和螺杆之间。静压螺母和螺杆本身并不接触，因此静压螺母和螺杆之间没有磨损，具有高承载能力、高抗振性、低速无爬行，定位精度高的特点。

2、虽然静压螺母具有诸多优点，其应用却并不广泛，主要原因是静压螺母的静压油腔位于静压螺母内螺纹的螺旋面上，操作空间小，加工困难；且由于需要加工螺母内螺纹螺旋面油腔，螺母的内径受加工刀具的影响，螺母直径一般要大于40mm，能加工的有效螺旋面最多只有4-6圈，有效承载圈数受限。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种静压丝杠及其控制方法，至少解决现有技术中在静压螺母上加工螺母内螺纹螺旋面油腔困难的问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种静压丝杠，包括：

3、螺杆，所述螺杆设置有外螺纹、第一通孔和轴孔，所述外螺纹上设有静压腔，所述轴孔沿所述螺杆的轴线方向延伸，所述第一通孔的两端分别与所述静压腔和所述轴孔连通；

4、螺母，所述螺母套设在所述螺杆上，且所述螺母内设置有与所述外螺纹啮合的内螺纹；

5、供油轴，所述供油轴穿设在所述轴孔内，所述供油轴外表面设置有用于连通所述第一通孔的螺旋型凹槽，所述螺旋型凹槽沿所述供油轴的长度方向盘旋设置，所述供油轴的轴向上设置有供油孔，所述供油轴上设置有连通所述螺旋型凹槽与所述供油孔的第二通孔。

6、进一步地，所述外螺纹包括螺旋齿牙，一圈所述螺旋齿牙上设置有多个所述静压腔。

7、进一步地，一圈所述螺旋齿牙包括相对设置的第一螺旋面和第二螺旋面，一圈所述螺旋齿牙的所述第一螺旋面和所述第二螺旋面上均设置有多个所述静压腔。

8、进一步地，一圈所述螺旋齿牙的所述第一螺旋面和所述第二螺旋面上的所述静压腔一一对应地设置，相对应的所述静压腔包括第一静压腔和第二静压腔，连通所述第一静压腔和所述轴孔的所述第一通孔和连通所述第二静压腔和所述轴孔的所述第一通孔呈v字形设置。

9、进一步地，所述供油轴上的一圈所述螺旋型凹槽上设置有多个所述第二通孔。

10、进一步地，所述外螺纹的旋向与所述螺旋型凹槽的旋向一致，所述外螺纹包括螺旋齿牙，所述螺杆在有效长度l内设置有n圈所述螺旋齿牙，所述供油轴与所述螺杆在相同的有效长度l内，所述螺旋型凹槽具有x圈螺旋凹槽，其中，x需满足关系式：n-1≤x≤n+1。

11、进一步地，所述供油孔贯通设置于所述供油轴内，所述供油孔的两端均设置有堵头，所述供油轴上设置有进油通道，所述进油通道沿所述供油轴的径向延伸并与所述供油孔连通，且所述进油通道位于两个所述堵头之间。

12、进一步地，所述轴孔的两端分别设置有封油端盖，所述封油端盖套设在所述供油轴上以密封所述轴孔与所述供油轴之间的间隙。

13、进一步地，所述螺杆或者所述螺母上设置有回油通道。

14、另一方面，本申请还提供了一种静压丝杠的控制方法，所述静压丝杠的控制方法用于控制上述的静压丝杠，所述静压丝杠的控制方法包括：

15、控制所述螺母以转速n1旋转，并使所述螺母相对所述螺杆以速度v1移动，控制所述供油轴以转速n2旋转，并使得所述供油轴相对所述螺杆以速度v1移动和以转速n1转动；

16、其中，n1、v1、n1、v1以及n2满足关系式：

17、v1＝v1＝n1p2＝n1p1；

18、n1＝n1p1/p2＝n1x/n；

19、n2＝n1+n1＝n1*(x+n)/n；

20、其中，p1为所述螺母和所述螺杆的导距，p2为所述供油轴的所述螺旋型凹槽螺距，n为在有效长度l内所述外螺纹的螺旋齿牙的圈数，x为在有效长度l内所述供油轴外侧的螺旋凹槽的数量。

21、在本发明中，通过在螺杆上设置有外螺纹，且在外螺纹上设置静压腔，可以降低现有技术中在螺母上设置静压腔的难点，且刀具不再受空间大小的限制，加工过程更加简单。螺母套设在螺杆上，且螺母内设置有与外螺纹啮合的内螺纹，螺母与螺杆间的螺纹相啮合，使得螺母和螺杆的重合区域变大，螺母上的有效承载圈数不受限制，螺母可采用更多的螺纹圈数进行承载，承载能力更高。在螺杆内有轴孔，且轴孔沿螺杆的轴线方向延伸，供油轴穿设在轴孔内，第一通孔的两端分别与静压腔和轴孔连通，供油轴穿设在轴孔内，供油轴外表面设置有用于连通第一通孔的螺旋型凹槽，且螺旋型凹槽沿供油轴的长度方向盘旋设置。此外，供油轴的轴向上设置有供油孔，且供油轴上设置有连通螺旋型凹槽与供油孔的第二通孔，如此，便于油路通道实现连通，有利于在螺杆和螺母间形成静压油膜，能实现较好地传动。此外，在螺杆上设置静压腔，螺杆和螺母还可以采用更小的公称直径，适用的范围更加广泛。

技术特征：

1.一种静压丝杠，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的静压丝杠，其特征在于，所述外螺纹(15)包括螺旋齿牙，一圈所述螺旋齿牙上设置有多个所述静压腔(13)。

3.根据权利要求2所述的静压丝杠，其特征在于，一圈所述螺旋齿牙包括相对设置的第一螺旋面(103)和第二螺旋面(104)，一圈所述螺旋齿牙的所述第一螺旋面(103)和所述第二螺旋面(104)上均设置有多个所述静压腔(13)。

4.根据权利要求3所述的静压丝杠，其特征在于，一圈所述螺旋齿牙的所述第一螺旋面(103)和所述第二螺旋面(104)上的所述静压腔(13)一一对应地设置，相对应的所述静压腔(13)包括第一静压腔(131)和第二静压腔(132)，连通所述第一静压腔(131)和所述轴孔(11)的所述第一通孔(12)和连通所述第二静压腔(132)和所述轴孔(11)的所述第一通孔(12)呈v字形设置。

5.根据权利要求1所述的静压丝杠，其特征在于，所述供油轴(30)上的一圈所述螺旋型凹槽(31)上设置有多个所述第二通孔(33)。

6.根据权利要求1所述的静压丝杠，其特征在于，所述外螺纹(15)的旋向与所述螺旋型凹槽(31)的旋向一致，所述外螺纹(15)包括螺旋齿牙，所述螺杆(10)在有效长度l内设置有n圈所述螺旋齿牙，所述供油轴(30)与所述螺杆(10)在相同的有效长度l内，所述螺旋型凹槽(31)具有x圈螺旋凹槽，其中，x需满足关系式：n-1≤x≤n+1。

7.根据权利要求1所述的静压丝杠，其特征在于，所述供油孔(32)贯通设置于所述供油轴(30)内，所述供油孔(32)的两端均设置有堵头(90)，所述供油轴(30)上设置有进油通道(102)，所述进油通道(102)沿所述供油轴(30)的径向延伸并与所述供油孔(32)连通，且所述进油通道(102)位于两个所述堵头(90)之间。

8.根据权利要求1所述的静压丝杠，其特征在于，所述轴孔(11)的两端分别设置有封油端盖(34)，所述封油端盖(34)套设在所述供油轴(30)上以密封所述轴孔(11)与所述供油轴(30)之间的间隙。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的静压丝杠，其特征在于，所述螺杆(10)或者所述螺母(20)上设置有回油通道(101)。

10.一种静压丝杠的控制方法，其特征在于，所述静压丝杠的控制方法用于控制权利要求1至9中任一项所述的静压丝杠，所述静压丝杠的控制方法包括：

技术总结本发明公开了一种静压丝杠及其控制方法。静压丝杠包括螺杆，螺杆设置有外螺纹、第一通孔和轴孔，外螺纹上设有静压腔，轴孔沿螺杆的轴线方向延伸，第一通孔的两端分别与静压腔和轴孔连通；螺母套设在螺杆上，且螺母内设置有与外螺纹啮合的内螺纹；供油轴穿设在轴孔内，供油轴外表面设置有用于连通第一通孔的螺旋型凹槽，螺旋型凹槽沿供油轴的长度方向盘旋设置，供油轴的轴向上设置有供油孔，且供油轴上设置有连通螺旋型凹槽与供油孔的第二通孔。本申请的静压丝杠及其控制方法，可以解决现有技术中在静压螺母上加工螺母内螺纹螺旋面油腔困难的问题。技术研发人员：成温伟,陈洪,刘文志,吕鹤,林鸿榕,罗星,唐健,卢贤龙受保护的技术使用者：中国机械总院集团海西（福建）分院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29