梁啟華

（廣東伊之密精密機(jī)械股份有限公司，廣東 佛山 528303）

全電動注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠柔性連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用分析

梁啟華

（廣東伊之密精密機(jī)械股份有限公司，廣東 佛山 528303）

介紹一種全電動注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠柔性連接結(jié)構(gòu)，包括同時連接鎖模尾板和十字頭的滾珠絲杠，其一端傳動連接驅(qū)動電機(jī)，滾珠絲杠作用十字頭以軸線為軌跡往復(fù)運(yùn)動，通過在滾珠絲杠與十字頭和鎖模尾板的連接處設(shè)置調(diào)心機(jī)構(gòu)，使?jié)L珠絲杠的軸線可以跟隨十字頭的運(yùn)動軌跡調(diào)整，從而減少滾珠絲杠等構(gòu)件的磨損。其具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、耐用的特點(diǎn)。

全電動注塑機(jī)；鎖模；滾珠絲桿；柔性結(jié)構(gòu)

全電動曲肘式注塑機(jī)采用伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠帶動各相關(guān)部件運(yùn)動的形式，相比于采用電機(jī)驅(qū)動液壓泵站泵送液壓油而推動油缸來帶動各相關(guān)部件運(yùn)動的全液壓式注塑機(jī)，由于省去液壓油這個中間環(huán)節(jié)，從而更加節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保。由于全電動式注塑機(jī)綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前大有普及之勢。

全電動注塑機(jī)發(fā)展到今，鎖模部分一般包括電機(jī)、一對傳動配合的滾珠絲杠和傳動螺母運(yùn)動的動力傳遞機(jī)構(gòu)，以及一可轉(zhuǎn)動地固定在支承座上的傳動套筒，該傳動套筒一端與動力傳遞機(jī)構(gòu)相連，另一端與傳動螺母連接，所屬的滾珠絲杠其一端置于傳動套筒內(nèi)腔中，另一端經(jīng)傳動螺母與模具開啟機(jī)構(gòu)上的十字頭相連。由此可見，該結(jié)構(gòu)的連接為剛性連接，會造成滾珠絲桿的磨損，下面來分析具體的滾珠絲桿從磨損到失效的過程。

現(xiàn)有的全電動注塑機(jī)鎖模部分的滾珠絲杠連接機(jī)構(gòu)中，曲肘連桿式十字頭的運(yùn)動軌跡按照理論來說是與導(dǎo)柱平行的直線，一般是由安裝在鎖模尾板上的導(dǎo)向桿和安裝在十字頭上的導(dǎo)向套決定的，但是由于鎖模尾板、十字頭等相關(guān)零件存在加工誤差，注塑模具的平行度也存在偏差，這些都會影響十字頭的運(yùn)動軌跡，使運(yùn)動軌跡偏離理論設(shè)計。而傳統(tǒng)的液壓式注塑機(jī)由于活塞桿、活塞與連接件有一定間隙，而這個間隙是由彈性材料油封填充支撐的，因此有一定柔性。在全電動注塑機(jī)中，這個結(jié)構(gòu)是由滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母及軸承組成的，為了實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動，這些構(gòu)件間隙很小，基本屬于剛性連接，當(dāng)十字頭運(yùn)動軌跡出現(xiàn)偏差時，剛性結(jié)構(gòu)很難吸收，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的快速磨損，尤其是滾珠絲杠的磨損。在合模動作時，其合模機(jī)構(gòu)中滾珠絲杠副由于負(fù)載大而磨損就更為嚴(yán)重。對于這一問題，目前還沒有很好的解決辦法。滾珠螺旋絲杠副實(shí)際工作過程中內(nèi)部及外部復(fù)雜的傳動力學(xué)因素往往是造成滾珠絲杠副失效的主要原因。失效是由接觸應(yīng)力引起的接觸疲勞破壞造成的，降低滾珠接觸應(yīng)力可有效抑制滾珠、絲杠及螺母的磨損，從而提高滾珠絲杠副的工作壽命。

為了解決滾珠螺旋絲杠副的磨損問題，我司設(shè)計了一種全新的全電動注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠連接結(jié)構(gòu)，由滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母、軸承以及可調(diào)心構(gòu)件（如可調(diào)心的軸承等）等組成，它們通過軸承或者螺紋連接等方式分別連接在鎖模尾板和鎖模十字頭上，其特點(diǎn)是滾珠絲杠的軸線可以跟隨十字頭的運(yùn)動軌跡調(diào)整。

如圖1，本全電動注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠柔性連接結(jié)構(gòu)，包括絲杠螺母1、滾珠絲杠2、調(diào)心機(jī)構(gòu)3、絲杠軸承4、傳動帶輪5、鎖模尾板6、十字頭7、驅(qū)動電機(jī)（附圖未標(biāo)示）。其中滾珠絲杠2同時連接鎖模尾板6和十字頭7，其一端傳動連接驅(qū)動電機(jī)，滾珠絲杠2作用十字頭7以軸線為軌跡往復(fù)運(yùn)動。滾珠絲杠2與鎖模尾板6和十字頭7的連接處分別設(shè)置有前后調(diào)心機(jī)構(gòu)3，以調(diào)整滾珠絲杠2的軸線與十字頭7的運(yùn)動軌跡重合。具體地講，滾珠絲杠2與鎖模尾板6的連接處固定裝配有絲桿軸承4，后調(diào)心機(jī)構(gòu)3置于鎖模尾板6與絲桿軸承4之間，通過工具作用后調(diào)心機(jī)構(gòu)3，以實(shí)現(xiàn)調(diào)心作用，從而調(diào)節(jié)鎖模尾板6與滾珠絲杠2的相對位置。滾珠絲杠2與十字頭7的連接處固定裝配有滾珠螺母1，前調(diào)心機(jī)構(gòu)3置于十字頭7與滾珠螺母1之間，通過工具作用前調(diào)心機(jī)構(gòu)3，以實(shí)現(xiàn)調(diào)心作用，從而調(diào)節(jié)十字頭7與滾珠絲杠2的相對位置。在前后兩個調(diào)心機(jī)構(gòu)3的配合調(diào)整下，可確保滾珠絲杠2的軸線與十字頭7的運(yùn)動軌跡重合，有效減少滾珠絲杠2等構(gòu)件的磨損。鎖模尾板6上的后調(diào)心機(jī)構(gòu)3與十字頭7上的前調(diào)心機(jī)構(gòu)3軸線重合，但互不接觸；鎖模尾板6上的調(diào)心機(jī)構(gòu)3相對靜止，十字頭7上的調(diào)心機(jī)構(gòu)3在一定范圍內(nèi)沿軸線往復(fù)運(yùn)動。兩個調(diào)心機(jī)構(gòu)3為可調(diào)心的軸承，整體結(jié)構(gòu)既可調(diào)心，又不影響滾珠絲杠2的活動。十字頭7以滾珠絲杠2的軸線為運(yùn)動軌跡，并在其表面往復(fù)運(yùn)動，十字頭7始終在滾珠絲杠2上。鎖模尾板6設(shè)置有空腔，十字頭7于空腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，但互不接觸。滾珠絲杠2一端部外露于鎖模尾板6，并通過裝配傳動帶輪5傳動連接驅(qū)動電機(jī)。

圖1

這是一種結(jié)構(gòu)簡單合理、性能可靠、耐用的全電動注塑機(jī)鎖模滾珠絲杠柔性連接結(jié)構(gòu)，可以克服現(xiàn)有全電動注塑機(jī)鎖模滾珠絲桿剛性接觸所造成的磨損，使全電動注塑機(jī)的重復(fù)精度得到有效保障，同時也減輕了用戶的維護(hù)成本。

[1]丁東升．全電動式注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)尾板的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計[J]．輕工機(jī)械，2014．12．

[2]沈雪明，袁衛(wèi)明，陳法鑫．電動注塑機(jī)用滾珠絲杠副的動態(tài)應(yīng)力分析 [J]．中國塑料，2012．3．

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