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滾珠絲杠的傳遞效率及特點

高性能的滾珠絲杠副已成為數控機床設計中的重要選項之一。所謂高性能就是指在高速的基礎上，滾珠絲杠副具有高的精度及精度穩(wěn)定性，達到高剛度、高承載、自潤滑、低噪聲、小溫升及長壽命等性能。要實現滾珠絲杠副的高性能，需要在滾珠絲杠副的設計、制造及試驗檢測技術上不斷地創(chuàng)新。在加工中心、復合加工機床等數控機床設計中采用滾珠絲杠副組合直線導軌副的進給系統(tǒng)非常普遍。 采用滾珠絲杠副傳動與滑動螺旋副傳動、靜壓螺旋傳動相比，具有如下特點。1.傳動效率高對于滑動螺旋傳動來說，在定期潤滑條件下，絲杠與青銅（或鑄鐵）螺母間的滑動摩擦系數μ在0.06~0.15,摩擦阻力大，傳遞效率低（一般低于40%)。滾珠絲杠副傳動的摩擦系數經試驗測得，一般為0.0025-0.0035,其傳動摩擦阻力大幅減小，傳動效率得到很大提高。如圖1-3所示，當摩擦系數μ=0.003、螺旋升角λ=2°時，傳動效率可達90%以上；當螺旋升角λ=3°時，傳動效率可升至95%以上；當λ繼續(xù)增大時，傳動效率的理論值可高達98%,但其速率增加的緩慢。滾珠絲杠副傳動效率相當于滑動螺旋傳動的2~4倍，滾珠絲杠傳動相對滑動螺旋傳動來說，能以較小動力推動較大負荷，而功率消耗只有滑動螺旋傳動的1/4~1/2,不僅能大幅減輕操作者的勞動強度，而且對機械小型化、起動后顫動和滯后時間的減少以及節(jié)省能源等方面都具有重要意義。 2.傳動的可逆性滾珠絲杠副傳動不僅正傳動效率（簡稱正效率）高，而且逆?zhèn)鲃有剩ê喎Q逆效率）也幾乎同樣高達98%(見圖1-3b)。它既可把回轉運動變成直線運動（簡稱正傳動）,又可把直線運動變成回轉運動（簡稱逆?zhèn)鲃樱Ｒ虼耍c滑動螺旋傳動相比，滾珠絲杠副傳動突出的不同點是傳動具有可逆性，當然，滾珠絲杠傳動的逆效率高，一方面固然帶來了逆?zhèn)鲃拥暮锰帲硪环矫鎱s沒有滑動螺旋傳動那樣的自鎖能力，在某些機構中，特別是垂直升降機構中使用滾珠絲杠副傳動時，必須設置防逆轉裝置，因此，與滑動螺旋傳動相比，帶來了機構比較龐雜的缺點。單與靜壓螺旋傳動相比，機構仍屬簡單緊湊，也易于維修。 3、同步性能好由于滾珠絲杠副傳動的滾動摩擦特性，摩擦阻力幾乎與運動速度無關，靜摩擦力矩極小，起動摩擦力矩與運動摩擦力矩接近相等。因此，運動起動時無顫動，低速下運轉無爬行。這不但縮短了起動時間，消除了在滑動螺旋傳動中的滑移現象，而且大大提高了傳動的靈敏度與準確度，具有持續(xù)平穩(wěn)運行的特點。如果用幾套同樣的滾珠絲杠副同時驅動幾個相同的部件或裝置時，包括起動的同時性、運行中的速度和位移等，都具有準確的一致性，這就是所說的同步性。這種技術特性已成功地應用到各種具有同步要求的機構中。滿足主機超長行程、重載、高速的需求，滾珠絲杠副的驅動方式從傳統(tǒng)的“絲杠旋轉主驅動”發(fā)展為“螺母旋轉主驅動”，從“單一驅動”到“雙驅動、多驅動”，對“旋轉”與“直線”兩大運動方式進行優(yōu)化組合與疊加，使產品功能得到進一步延伸與擴展。在大型、超長滾珠絲杠副中，滾珠螺母旋轉主驅動具有以下特點：因絲杠固定不動，避免了大型絲杠旋轉時產生的振動和噪聲，大大改善了同服進給系統(tǒng)的動態(tài)特性；轉動慣量小，節(jié)省能源；因避開了絲杠旋轉時兩端支承方式和間距對臨界轉速的制約，有利于高速驅動；支承旋轉螺母的軸承遠大于支承絲杠的軸承，軸向支承剛度更高；可擴展主機功能，完成一軸多驅動。據統(tǒng)計，國內典型重型、超長CNC機床，例如：CNC大型動梁雙坐標落地鏗床、CNC大型龍門鏗銑床、SK7450×10mCNC超長絲杠磨床、CNC水刀切割機、CNC鋪射加工機及動梁式雙驅動龍門雕鐵床（見圖1-4)等都已成功地采用了這一新的驅動產品。滾珠螺母主驅動比直線電動機更節(jié)能、成本低；比曾長期用于重型機床的齒輪-齒條傳動，其傳動效率更高、運動流暢平穩(wěn)、噪聲小；相比“滾珠蝸母條”，它的結構較為簡單，制造、裝配、調試也頗為方便。在大行程、重載、高速領域，滾珠螺母主驅動型是結構先進的、具有推廣價值的綠色產品，有較大市場潛力。 4.傳動精度高傳動精度主要是指進給精度和軸向定位精度。經過溶硬和精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副，本身就具有較高的進給精度。當采用預緊螺母時，則能完全消除軸向間隙。如果預緊力適當（即最佳預緊力）,在不增加驅動力矩和基本不降低傳動效率的前提下，能提高傳動系統(tǒng)的剛度和定位精度；在帶有反饋系統(tǒng)的滾珠絲杠傳動中，通過機電補償向服系統(tǒng)，能獲得較高的重復定位精度。由于滾珠絲杠副傳動摩擦小，工作時本身幾乎沒有溫度變化，因此不但進給速度穩(wěn)定，而且絲杠尺寸也非常穩(wěn)定，這就是具有很高定位精度和重復定位精度的重要原因。滾珠絲杠副傳動之所以能在高精度數控機床、多工序自動數控機床、精密機床和密測量儀器中獲得廣泛應用，特別是成為要求靈敏而精確配合同服系統(tǒng)所不可缺少的配套元件，其重要原因正是其傳動精度高。傳動精度是數控機床的重要技術指標之一。定位精度是指數控機床工作臺等移動部件實際運動位置與指令位置的一致程度，其不一致的差量即為定位誤差。定位誤差包括同服系統(tǒng)吳差、檢測系統(tǒng)誤差、進給系統(tǒng)誤差等系統(tǒng)誤差，還包括移動部件導軌的幾何誤差等。定位吳差將直接影響零件加工的位置精度。重復定位精度是指在同一臺數控機床上，應用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結果的一致程度。重復定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進給系統(tǒng)的間隙與剛度以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復定位精度是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項非常重要的性能指標。近年來，隨著數控機床的發(fā)展和機床結構特性的提高，數控機床的性能與質量都有了大幅度的提高。中等規(guī)格的加工中心，其定位精度普通級達到±5pm~±8pm/300mm,精密級達到±1pm~±3pm/全程；普通級加工中心的加工精度達到±1.5pm。如圖1-5所示VDWA50、B50五軸立式加工中心及MDH-A系列臥式加工中心是大連機床（DMTG)開發(fā)生產的具有國內領先水平、國際先進水平的臥式加工中心，該機床廣泛適用于汽車、模具、機械制造等行業(yè)的箱體零件、殼體零件、盤類零件、異形零件的加工，零件經一次裝夾可動完成四個面的鐵、鏗、鉆、擴、餃及攻螺紋的多工序加工。采用內部兩檔變速的高速電主軸保證機床高低速的加工性能。 5.使用壽命長滾珠絲杠副的絲杠、螺母和滾珠都經過粹硬處理，而且滾動摩擦產生的磨損極小，故絲杠副經長期使用仍能保持其精度，工作壽命很長，這是滑動螺旋副無法比擬的。一般說來，滾珠絲杠副壽命比滑動螺旋副高5~6倍，而在某些使用場合下可高達10倍左右。使用壽命長這一優(yōu)點，可相對地彌補滾珠絲杠傳動制造成本較高的不足。基于以上特點，通常情況下超高Dn值滾珠絲杠副適用于高速數控車床、高速數控加工中心；端返式滾珠絲杠副適用于快速搬運系統(tǒng)、一般產業(yè)機械及自動化機械；高速滾珠絲杠副適用于CNC機械、精密機床、產業(yè)機械、電子機械及高速化機械；精密研磨級滾珠絲杠副適用于CNC機械、精密機床、產業(yè)機械、電子機械、輸送機械及航天工業(yè)等；螺母旋轉式系列滾珠絲杠副適用于半導體機械、產業(yè)用機器人、木工機、鋪射加工機及搬送裝置等；軋制級滾珠絲杠副適用于低摩擦、運轉順暢等機械傳動場合，同時供貨迅速且價格低廉；重負荷滾珠絲杠副適用于全電式注塑成形機、沖壓機、半導體制造裝置、重負荷制動器、產業(yè)機械及鍛壓機械等。 以上就是為您講解的關于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產品。

造成精密滾珠絲杠間隙太大的成因及預防措施

滾珠絲杠是工具機械和精密機械上較常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反復作用力，精密滾珠絲杠就是由滾珠絲杠發(fā)展而來的，精密滾珠絲杠同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。但是很多用戶反映精密滾珠絲杠間隙太大，針對這個問題廠家為大家分享了以下預防措施。 精密滾珠絲杠間隙太大的成因及預防措施： 1.軸承選用不當 通常精密滾珠絲杠螺桿必須搭配斜角軸承，尤其是以高壓力角設計的軸承為較佳的選擇；當滾珠螺桿承受軸向負載時，一般的精密滾珠絲杠軸承會產生適量的軸向背隙，因此深溝的精密滾珠絲杠軸承并不適用於此。 2.軸承安裝不當 (1)若軸精密滾珠絲杠承安裝於滾珠螺桿而兩者貼合不確實，在承受軸向負載的情況下會導致背隙的產生，這種情形可能是由於螺桿肩部太長或太短所造成的。 (2)精密滾珠絲杠軸承承靠面與鎖定螺帽Ｖ形牙軸心的垂直度不佳，或兩對應方向的鎖定螺帽面平行度不佳，會導致軸承的傾斜；因此螺桿肩部的鎖定螺帽Ｖ形牙與軸承承靠面必須同時加工，才能確保垂直度，如果以研磨方式加工更好。 3.無預壓或預壓不足 無預壓的精密滾珠絲杠螺桿垂直放置時，螺帽會因本身的重量而造成轉動而下滑；無預壓的螺桿會有相當的背隙存在，因此只能用於較小操作阻力的機器，但主要的顧慮是定位精度較不要求。於不同的應用上決定正確的預壓量，并於出貨前調好預壓；因此當您訂購滾珠螺桿前請確實詳述設備的操作情況。 4.螺帽座或軸承座剛性不足 如果精密滾珠絲杠中螺帽座或軸承座剛性不足，由於元件本身的重量或機器的荷載會使其產生偏斜。 以上就是為您講解的關于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產品。

滾珠絲杠副的工作原理

傳統(tǒng)機械傳動設計選型中采用螺旋傳動是非常廣泛的，最常見的一種是滑動螺旋傳動。由于滑動螺旋傳動的接觸螺旋面間存在著較大的滑動摩擦阻力，故其傳動效率低、磨損快、使用壽命短，已不能完全滿足現代機械傳動在高速度、高效率、高精度等方面的發(fā)展要求。滾珠絲杠副是一種可以將螺旋運動與直線運動進行雙向轉換的傳動元件，其結構包括絲杠軸、螺母和滾動體。滾珠絲杠副巧妙之處在于滾動體在螺母與絲杠滾道之間所做的滾動運動，這種運動方式與滑動相比大大提高了傳動的效率。例如與傳統(tǒng)的滑動絲杠副相比較，滾珠絲杠副只需要原來的三分之一動力即可達到同一水平的傳動效果。但是滾珠絲杠副制造難度也比傳統(tǒng)的滑動絲杠副要大很多，其制造過程甚至對濕度和溫度都有很高的要求。 數控機床傳動設計選型中為了減小傳動副摩擦和提高傳動效率，國內外已普遍采用以滾動摩擦代替滑動摩擦的原理，簡稱“滾化”原理，創(chuàng)造了滾珠絲杠副這種先進的新型傳動機構。對于滾珠絲杠副，其結構上最明顯的特征是：構件間的可動聯(lián)接通常不是借助于運動副本身，而是在絲杠和螺母兩構件之間利用中間元件（滾珠）來實現的。滾珠絲杠副是在絲杠與螺母旋合螺旋槽之間放置適量滾珠作為中間傳動體，借助滾珠返回通道，構成滾珠在閉合回路中循環(huán)的螺旋傳動機構，如下方圖所示。 當絲杠或螺母傳動時，滾珠被推動在閉合回路中行成滾珠鏈的反復循環(huán)運動，絲杠和螺母的相對運動借助于滾珠鏈的作用，把滑動接觸變成了滾動接觸。因此，滾動螺旋傳動相對于滑動螺旋傳動而言，其螺旋傳動機理，概括地說來，就是以滾動摩擦代替了滑動摩擦。這也是滾動螺旋傳動具有獨特技術性能的物理本質所在。 以上就是為您講解的關于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產品。

精密滾珠絲杠的六大高性能優(yōu)勢，你都了解嗎

AGV機器人是一種比較偏向于智能化的機器人設計，在物流領域、電力行業(yè)中都已經開始流行起來。AGV機器人中有一個重要的部件，就是精密滾珠絲杠，它屬于一種精密的機械化產品，被砍只是一個小的零部件，卻是AGV機器人制作中不可分割的一部分。那關于AGV機器人絲杠的優(yōu)勢我們就一起來了解一下吧。 一、與滑動絲杠副相比驅動力矩為1/3 由于滾珠絲杠副的絲桿軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運動，所以能得到較高的運動效率.與過去的滑動絲杠副相比驅動力矩達到1/3以下，即達到同樣運動結果所需的動力為使用滾動絲桿副的1/3，在省電方面很有幫助。 二、高精度的保證 滾珠絲桿副是用日本制造的世界較高水平的機械設備連貫生產出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面，對溫度濕度進行了嚴格的控制，由于完善的品質管理體制使精度得以充分保證。 三、微進給可能 滾珠絲桿副由于是利用滾珠運動，所以啟動力矩極小，不會出現滑動運動那樣的爬行現象，能保證實現精確的微進給。 四、無側隙、剛性高 滾珠絲桿副可以加予壓，由于予壓力可使軸向間隙達到負值，進而得到較高的剛性(滾珠絲桿內通過給滾珠加予壓力，在實際用于機械裝置等時，由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。 五、高速進給可能 滾珠絲桿由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現高速進給(運動)。 六、優(yōu)良的加工性能 磨削時不易產生裂紋，能得到良好的表面光潔度和較小的殘余內應力，對刀具磨損作用較小。抗拉極限強度一般不低于588MPa。有良好的熱處理工藝性，淬透性好，不易淬裂，組織均勻，熱處理變形小，能獲得較高的硬度，從而保證浙江精密滾珠絲杠的耐磨性和尺寸的穩(wěn)定性。 以上就是為您講解的關于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產品。