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滚珠丝杠常见问题分析

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  近几年,越来越多的滚珠丝杠被用于各式各样的机器中,以满足高精度与高性能的设备需求,滚珠丝杠成为使用最广的传动组件之一。此篇文章主要讨论滚珠丝杠的常见故障分析及预防,为设计和使用者提供一些参考。
  1运动间隙过大 (1)丝杠预压问题 滚珠丝杠预压的目的是为了消除轴向背隙并降低因轴向力造成的弹性位移,提高丝杠的刚性,一般预压方式有双螺母拉伸(或压缩)预压、单螺母过大钢球预压、单螺母导程偏移预压等形式。无预压的滚珠丝杠会有相当的背隙存在,当垂直放置时,螺母会因自身的重量而造成转动下滑,因此只适合用于较小操作阻力的机器,对定位精度不作要求的场合。 一般丝杠生产厂家会根据图样或相关技术文件的要求进行预压,因此,订购滚珠丝杠前请详述预压要求及设备的使用状况,否则会产生间隙过大的可能。


1楼2013-08-27 11:17回复
      (2)扭转变形问题 ①滚珠丝杠副某组件材质选用不当。 ②热处理不当:硬化层太薄、硬度分布不均或材质太软。一般钢球、螺母、丝杠的标准硬度分别为62~66HRC、58~62HRC、56~62HRC。 ③设计不合理:丝杠的长径比越小刚性越高,建议长径比应在60以下,如果长径比太大丝杠会产生自重下垂。滚珠丝杠只有单端支承,另外一端自由悬浮的结构刚性较弱,应尽可能避免。
      (3)轴承选用不当 通常滚珠丝杠须选用角接触球轴承进行支承,最好使用60°压力角设计的丝杠专用轴承。当滚珠丝杠承受轴向负载时,一般的深沟滚珠轴承会产生一定量的轴向背隙,因此,深沟球轴承并不适用于滚珠丝杠固定端,除非用于对定位精度要求不高的自由端处。 轴承背对背组合(DB)的优点是作用点间的距离较大,刚性较好;缺点则是较易受几何精度影响。轴承面 对面组合(DF)的优点是较易组装,受几何精度影响较小;但作用点间的距离较小,刚性较差。设计时应以实际加工和使用情况选择何种轴承组合形式。


    2楼2013-08-27 11:18
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        2动作不顺畅 (1)异物进入钢球轨道 滚珠丝杠若未安装刮刷器或防护不良,装配及加工过程中产生的碎屑或灰尘的堆积进入钢球轨道,造成运动不顺畅,精度降低及减少使用寿命。
        (2)过行程 限位开关失灵、过冲、误操作或撞车等因素会造成回流管的损伤及凹陷,甚至断裂,因而造成钢球工作不顺畅,甚至无法正常运转。
        (3)偏心 螺母座与轴承座不同心会产生径向负荷,两者偏心量太大时会造成丝杠弯曲,甚至偏心。不足以造成明显的丝杠弯曲时,异常磨耗仍持续不断发生,并使丝杠精度迅速降低。而螺母设定的预压力越高,对偏心精度的要求越高。


      4楼2013-08-27 11:19
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          3温升问题
          (1)润滑的影响 润滑油的选择直接影响滚珠丝杠的温升,滚珠丝杠润滑不良会产生较大的温升,可能造成钢球破裂或损坏,从而造成螺母或丝杠珠槽的损坏。因此,设计过程中须考虑润滑油的及时补充,如无法使用自动润滑系统,必须将润滑油(脂)的补充周期列入保养手册。一般建议以轴承润滑油为滚珠丝杠油润滑,油脂则建议以锂皂基的油脂。油品黏度选用依操作速度、工作温度及负荷情形来做选择。当工作情况为高速低负载时最好选用低黏度油品,低速高负载时则建议使用黏度高油品。一般来讲,高速时建议使用润滑油为40℃时黏度指数范围为(32~68)×10-6m2/s(ISOVG32~68);而低速时,建议使用的润滑油为40℃时黏度指数范围为90×10-6m2/s(ISOVG90)以上。应用于高速且重负载,必须以强制冷却来降低温度,应采用中空丝杠通入冷却油来达到冷却效果。
          (2)预压力的影响 一般滚珠丝杠都需要一定的预压要求,达到提高精度、刚性等目的,但施加预压力于螺母上会增加滚道的摩擦扭矩和阻力,使工作时的温度升高,建议预压不能超过8%的丝杠动负荷。


        5楼2013-08-27 11:20
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