高速工件水平搬运装置设计【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 高速工件水平搬运装置设计 在现代的工业生产和生产消费活动中必定有物流类的输送，为了其输送的简便和效率而出现的物料的搬运装置也是必不可少的。以往他被人们理解为可减轻和替代人力劳动的工作设备，作为工业生产中的一种辅助手段，随着现在科技和制造技术的不断发展和进步，为了需求过程的经济性和合理性，现在的输送过程通过规划系统的最优配置以及管理，物料的输送已经从纯粹的搬运装卸发展到了一个新的高度，运用于机电、运输等众多的方面。随之出现的是越来越多的搬运装置，而作为一种新型的高精度 机构 滚珠丝杠在搬运装置中的运用也越来越广泛。 现在国内外的众多机构都在不断的研究和开

2、发这种高精度的丝杠，使得其能够更加的满足现在社会工业生产的要求。国外许多的生产厂家如日本 THK,NSK 从 70 年代就开始研究和试验。更具最新的资料显示，日本的 NSK 公司在试验条件下已经使丝杠的线速度提高到了 200m/min。欧洲的一些发达国家也在 90年代开始研究和开发高速丝杆，其过程中的最大速度也已接近 100m/min。在丝杠设计的测量技术方面，日本 NSK 公司用过计算机连接等一系列的方式组合成为了一套系统，专门用来测量丝杠的 精度等一系列的指标。 NSK 公司在研发过程中研制了卧式连续动态预紧力矩测量机，能够对装配使用后的滚珠丝杠进行综合的导程的精度测量等。因为滚珠丝杠在加

3、工中心、锻压机械、FMS以及各类数控机床和自动化机械搬运装置中的广泛应用，使得现在研发的机械化装置的驱动速度不断的提高，在 80 年代的早期工作台的速度仅为 15-20m/min、加速度为0.5g左右，到了 90年代中前期速度为 30-50m/min、加速度为 1g左右，到了 90年代的后期最快速度已经达到了 100m/min、加速度到了 1.5g以上，在现在，正向着更高的速度推进 。而在国内，丝杠的研究从 70 年代开始，随着产品的应用范围的不断扩大和制造业的水平的不断提高，滚珠丝杠在我国的发展制造经理了起步、发展、成熟阶段之后，现在正朝着世界发达国家的潮流迈进。国内主要的生产和研究单位在不

4、断探索后，一批又一批的高速机床应运而生，北京机床研究所在承担国家重点科技攻关项目 “ 高速滚珠丝杠技术的开发研究 ” 时，取得了阶段性的成果。研究所所生产出的 GCBM4016，GCBM4020双头高速滚珠丝杠副，其线速度超过 50m/min。南京的工艺装备制造厂也生产出了陶瓷球高速滚珠丝杠，并出口美国。虽然国内 外水平有着一定的差异，但是无法影响作为一种高精度产品的广泛应用。 1 现代的机械化工业发展口向着自动化、高速化、精密化、柔性化、智能化的方向发展，要求在简单可靠的基础上加大他的专业性。今后高性能的滚珠丝杠将引领国内外的市场，这是因为随着汽车工业和航空行业的不断发展，高速运动已经是人们

5、在生产过程中最基本需要满足的内容，滚珠丝杠作为重要的执行机构，他的发展必然与具有高效快速性、节省能源、不污染环境等特点的高速切削机床联系在一起，并且同步发展。使得滚珠丝杠在高速的基础上，还应具有高的精度，高的稳定性，高负载，长寿命等 性能，这就需要我们在研发过程中的不断创新。（ 1）首先是在设计方向上发展，充分利用动态设计的理念和先进的计算机软件进行分析和研究，从而研究其高速运作时的稳定性和其中螺母的循环结构的优化设计，因此，这是滚珠丝杠在未来发展的第一个态势。（ 2）滚珠丝杠在将来的发展中，制造工艺也是不得不考虑的一个因素，制造工艺上的冷热加工对他的几何精度也有着一定的影响，随着数控系统、电

6、机、光栅尺等其他机械化数控功能部件的同步发展，丝杠的导程精度在一定程度上会被弱化，取而代之的是其在几何尺寸精度上的提高和发展，比如螺母的加工误差、丝杠 中径尺寸的一致性误差以及冷加工对丝杠滚道的表面组织的影响等，因此，在丝杠今后的发展态势中，其优势还是会不断的体现，而新技术要求也是丝杠发展的一个重要指标和趋势。（ 3）最后，丝杠的发展态势也和丝杠的检测技术密切相关，为了实现滚珠丝杠的高性能，其检测技术的创新也是他发展的前提。以往的发展中，我们重视的往往是丝杠的高精度研究，甚至是其他项目上的试验，这就导致了某些关键性能上无法做出评价，从而不知丝杠的具体利用的价值，而此项技术的发展也会使得丝杠的全

7、面性得到一个层次的提升。因此，面对新市场的要求，加紧对新产品开展性 能研究的测量手段就显得尤为重要，也是未来发展的一个趋势。滚珠丝杠具有效率高、运转平稳、同步性能好、可逆性、精度高、寿命长等优点，但具有这些优点的同时，也存在着一定性能和局限性、以及缺点，比如承载能力较低、加工的成本高、在运行时具有较高的噪音、在运行过程中不能自锁以及使用环境的要求，也正是因为这些缺点的存在，也使得当前在研发的过程中不断的结合进去，在当前可持续发展的理念下不断地前进。而在国际领域，各方应该加强交流和合作，使技术和信息得到一定的流通，在发展中合作，在合作中发展。 总的来说，滚珠丝杠作为当今机械化 生产运输中的一个主

8、要地位已是众所周知，为了经济和工业化生产的综合竞争力，滚珠丝杠的发展正伴随着数字化技术的广泛和有机的结合使用而不断走向高速度、高性能、复合化、环保的新时代。 参考文献 1 陈宏勋 . 21世纪的物料输送 :观念、技术及系统 J. 中国粉体技术 , 2000, (S1) . 2 2 郭敖如 . 物料输送技术及发展 记物料输送技术交流会 J. 铸造设备研究 , 1998, (04) 3 高洪善 . 三种带式物料输送装置的应用比较 J. 小氮肥 , 2007, (09) . 4 楼应侯 , 蒋亚南 , 刘谨 . 低成本自动化输送与产品结构 J. 制造技术与机床 , 2002, (09) 5 张佐营

9、,宋现春 ,李志 ,崔增柱 . 精密滚珠丝杠副摩擦力矩平稳性的研究 J中国机械工程 , 2009,(22) 6 张佐营 . 高速滚珠丝杠副动力学性能分析及其实验研究 D山东大学 , 2008 7 A. Verl； S. Frey CIRP Annals , 2010 1 CD-ROM 8 张会端 . 机床进给系统的动力学分析 D吉林大学 , 2009 9 宋现春 ,姜洪奎 ,许向荣 ,张佐营 . 高速滚珠丝杠副弹性变形的有限元分析 J北京工业大学学报 , 2009,(05) 10 许琪 . 丝杠副动态误差检测与计算机辅助分析、诊断研究 D南京理工大学 , 2002 11 Tomoya Fujita； Atsushi Matsubara； Daisuke Kono； Iwao Yamaji Precision Engineering , 2010 1