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威昂傳動(dòng)科技
論如何持續(xù)保持滾珠絲杠的精度
在滾珠絲杠里增加摩擦的設(shè)計(jì)因素也增加扭矩，并且反過(guò)來(lái)影響定位精度。滾珠被壓緊在滾珠絲杠螺母和絲桿軸之間時(shí)，產(chǎn)生的楔效應(yīng)是一個(gè)潛在的摩擦源。在正轉(zhuǎn)的時(shí)候, 滾珠通常對(duì)著螺母擠壓；反轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠對(duì)著絲杠軸擠壓。由于滑動(dòng)摩擦系數(shù)比滾動(dòng)摩擦系數(shù)大得多，楔效應(yīng)大大增加了扭矩。當(dāng)滾珠絲杠軸在固定的角度內(nèi)振動(dòng)時(shí), 擠壓引起的扭矩特別麻煩。這種運(yùn)動(dòng)會(huì)引起振動(dòng)扭矩，既使用極精密的零件也很難完全消除。然而，通過(guò)采用歌德式拱形而不采用圓弧形的滾珠溝槽或通過(guò)降低滾珠絲桿的剛度，可以把這種扭矩減到最小量。歌德式拱形具有較深的流通性較好的V形截面。
滾珠絲杠通常用于需要精密定位的場(chǎng)合。高的機(jī)械效率、低的傳動(dòng)扭矩和軸向游隙幾乎為零，使得滾珠絲桿成為刀具定位和飛機(jī)副翼驅(qū)動(dòng)這類應(yīng)用中的重要裝置。然而，阻力和由連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量可能引起很大的摩擦力和定位誤差。
在溫度極高的情況下，可將單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)裝進(jìn)滾珠絲杠，將空氣或油霧噴在絲桿軸上。通常，空氣冷卻更為有效，并且不會(huì)象那樣損耗。冷卻也可以通過(guò)使壓力水通過(guò)空心軸滾珠絲桿的方法來(lái)進(jìn)行，采用這樣的系統(tǒng)，滾珠絲桿的溫度幾乎不會(huì)升高。為了最大限度地減少摩擦力，隔離滾珠和承載滾珠應(yīng)該相互交替。但是，某些負(fù)載和剛度要求可能需要每三個(gè)承載滾珠用一個(gè)隔離滾珠。直徑比承載滾珠稍小的隔離滾珠起惰輪的作用，他們沿和承載滾珠相反的方向旋轉(zhuǎn), 并且減少接觸摩擦。采用隔離滾珠或減少承載滾珠數(shù)目的一個(gè)不利的后果是降低了滾珠絲桿的承載能力，這必須通過(guò)減少工作負(fù)載或增大滾珠絲桿尺寸來(lái)補(bǔ)償。
潤(rùn)滑引起的阻力也會(huì)增大摩擦扭矩，尤其是在高速時(shí)，大多數(shù)滾珠絲杠是在遠(yuǎn)低于5米/分的速度下使用。然而，現(xiàn)代機(jī)床要求的速度大于10米/分, 有些系統(tǒng)應(yīng)用的速度高達(dá)30米/分。產(chǎn)生最小阻力的潤(rùn)滑劑類型由滾珠絲桿軸向旋轉(zhuǎn)速度確定。一般說(shuō)來(lái), 轉(zhuǎn)速在500轉(zhuǎn)/分以下或移動(dòng)速度為3米/分時(shí)，用油脂潤(rùn)滑最好。在這種較低的速度下主要是邊界潤(rùn)滑。轉(zhuǎn)速超過(guò)500轉(zhuǎn)/分，主要是油體薄膜潤(rùn)滑，油是最好的潤(rùn)滑劑。
在計(jì)算由滾珠絲桿本身產(chǎn)生的熱量時(shí), 高的工作負(fù)載是一個(gè)最大的潛在原因。通常，工作負(fù)載大約是滾珠絲桿頂緊力的三倍。更大的負(fù)載必須通過(guò)增大所用的滾珠絲桿裝置的尺寸或通過(guò)更大的潤(rùn)滑劑冷卻能力來(lái)補(bǔ)償。補(bǔ)償熱膨脹的一種方法是對(duì)滾珠絲桿施加一種預(yù)緊力。這是通過(guò)把絲桿軸加工成負(fù)公差尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用這種方法使螺矩稍微縮短，在裝配時(shí)使?jié)L珠絲杠螺母受到壓縮。在工作溫度下絲桿膨脹裝置就正常工作。當(dāng)兩個(gè)滾珠絲杠螺母一起使用時(shí)，通常用墊片隔開，預(yù)緊力由墊片厚度確定。通過(guò)用蝶形彈簧代替實(shí)心墊片，可以減小滾珠絲桿的扭矩，這種彈簧允許有軸向變形從而減少了擠壓。另一個(gè)主要的阻力源，即相鄰滾珠間的摩擦力，可以通過(guò)拿掉幾個(gè)滾珠或用隔離滾珠代替其中某些滾珠的方法來(lái)減少。
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