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絲槓滾珠絲槓是將迴轉運動轉化為直線運動,或將直線運動轉化為迴轉運動的理想的產品。是工具機械和精密機械上最常使用的傳動元件,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覆作用力,由於具有很小的摩擦阻力,滾珠絲槓被廣泛應用於各種工業設備和精密儀器。常用的循環方式有外循環和內循環兩種。滾珠絲槓由螺杆、螺母、鋼球、預壓片、反向器、防塵器組成。具有高精度、可逆性和高效率的特點。
發展歷程
人們應用螺杆來做傳動的歷史其實不算很長,傳統上的螺杆一直有定位不佳、易損害的情況。直到公元1898年人們首次嘗試將鋼珠置入螺帽及螺杆之間以滾動摩擦取代滑動摩擦,來改善其定位不佳及易損害的情況。1940年更將滾珠螺杆置於在汽車轉向裝置上,更為滾珠螺杆的應用上的巨大革命,並逐漸取代傳統艾克姆螺杆(ACME)。直到近年來,滾珠螺杆已成為產業界使用最廣的零組件之一。
配置結構
螺紋的主要參數
1)外徑d(大徑)(D)——與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑——亦稱公稱直徑
2)內徑(小徑)d1(D1)——與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑,在強度計算中作危險剖面的計算直徑
3)中徑d2——在軸向剖面內牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑,近似等於螺紋的平均直徑d2≈0.5(d+d1)
4)螺距P——相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應兩點間的軸向距離
5)導程(S)——同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上的對應兩點間的軸向距離
6)線數n——螺紋螺旋線數目,一般為便於製造n≤4螺距、導程、線數之間關係:S=nP
7)螺旋升角ψ——在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直於螺旋線軸線的平面的夾角。
8)牙型角α——螺紋軸向平面內螺紋牙型兩側邊的夾角9)牙型斜角β——螺紋牙型的側邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角。對稱牙型
各種螺紋(除矩形螺紋)的主要幾何尺寸可查閱有關標準——公稱尺寸為螺紋外徑對管螺紋近似等於管子的內徑。
螺旋副的自鎖條件為:螺紋升角小於或等於螺旋副的當量摩擦角。
螺旋副的傳動效率為:螺母旋轉一周時,有效功與輸入功的比值。
克服軸向力Q勻速上升所需的圓周力。
功能用途
主要用途
滾珠絲槓軸承為適應各種用途,提供了標準化[1]種類繁多的產品。廣泛應用於機床,滾珠的循環方式有循環導管式、循環器式、端蓋式。預壓方式有定位預壓(雙螺母方式、位預壓方式)、定壓預壓。可根據用途選擇適當類型。絲杆有高精度研磨加工的精密滾珠絲槓(精度分為從CO-C7的6個等級)和經高精度冷軋加工成型的冷軋滾珠絲槓軸承(精度分為從C7-C10的3個等級)。另外,為應付用戶急需交貨的情況,還有已對軸端部進行了加工的成品,可自由對軸端部進行追加工的半成品及冷軋滾珠絲槓軸承。作為此軸承的周邊零部件,在使用所必要的絲槓支撐單元、螺母支座、鎖緊螺母等也已被標準化了,可供用戶選擇使用。
滾珠絲槓軸承以多年來所累積製品技術為基礎,從材料、熱處理、製造、檢查至出貨,都是以嚴謹的品保制度來加以管理,因此具有高信賴性。
超高DN值滾珠絲槓:高速工具機,高速綜合加工中心機
端蓋式滾珠絲槓:快速搬運系統,一般產業機械,自動化機械
高速化滾珠絲槓:CNC機械、精密工具機、產業機械、電子機械、高速化機械
精密研磨級滾珠絲槓:CNC機械,精密工具機,產業機械,電子機械,輸送機械,航天工業,其它天線使用的致動器、閥門開關裝置等
螺帽旋轉式(R1)系列滾珠絲槓:半導體[2]機械、產業用機器人、木工機、雷射加工機、搬送裝置等
軋制級滾珠絲槓:低摩擦、運轉順暢的優點,同時供貨迅速且價格低廉
重負荷滾珠絲槓:全電式射出成形機、衝壓機、半導體製造裝置、重負荷制動器、產業機械、鍛壓機械
如何正確選擇伺服電機和步進電機?
1、主要視具體應用情況而定,簡單地說要確定:負載的性質(如水平還是垂直負載等),轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求,此滾珠絲杆已被快易優收錄,上位控制要求(如對端口界面和通訊方面的要求),主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源,或電池供電,電壓範圍。據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。
2,如何配用步進電機驅動器
根據電機的電流,配用大於或等於此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對於大轉矩電機,儘可能用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速性能。
3,2相和5相步進電機有何區別,如何選擇?
2相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。5相電機則振動較小,高速性能好,比2相電機的速度高30~50%,可在部分場合取代伺服電機。
4,我想通過通訊方式直接控制伺服電機,可以嗎?
可以的,也比較方便,只是速度問題,用於對響應速度要求不太高的應用。如果要求快速的響應控制參數,最好用伺服運動控制卡,一般它上面有DSP和高速度的邏輯處理電路,以實現高速高精度的運動控制。如S加速、多軸插補等。
工作原理
1、按照國標GB/T17587.3-1998及應用實例,滾珠絲槓(已基本取代梯形絲杆,俗稱絲杆)是用來將旋轉運動轉化為直線運動;或將直線運動轉化為旋轉運動的執行元件,並具有傳動效率高,定位準確等
2、當滾珠絲槓作為主動體時,螺母就會隨絲杆的轉動角度按照對應規格的導程轉化成直線運動,被動工件可以通過螺母座和螺母連接,從而實現對應的直線運動。
功能特點
1、摩擦損失小、傳動效率高
由於滾珠絲槓副的絲槓軸與絲槓螺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。與過去的滑動絲槓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滑動絲槓副的1/3。在省電方面很有幫助。
2、精度高
滾珠絲槓副一般是用世界最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境方面,對溫度、濕度進行了嚴格的控制,由於完善的品質管理體制使精度得以充分保證。
3、高速進給和微進給可能
滾珠絲槓副由於是利用滾珠運動,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。
4、軸向剛度高
滾珠絲槓副可以加與預壓,由於預壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性(滾珠絲槓內通過給滾珠加予壓力,在實際用於機械裝置等時,由於滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。
5、不能自鎖、具有傳動的可逆性
方式方法
滾珠絲槓副可用潤滑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑分為潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑油用機油、90~180號透平油或140號主軸油。潤滑脂可採用鋰基油脂。潤滑脂加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內,而潤滑油通過殼體上的油孔注入螺母空間內。
滾珠絲槓副和其它滾動摩擦的傳動元件,只要避免磨料微粒及化學活性物質進入,就可以認為這些元件幾乎是不產生磨損的情況下工作的。但如果在滾道上落入髒物,或使用骯髒的潤滑油,不僅會妨礙滾珠的正常運轉,而且使磨損急劇增加。
通常採用毛氈圈對螺母副進行密封,毛氈圈的厚度為螺距的2~3倍,而且內孔做成螺紋的形狀,使之緊密地包住絲槓,並裝入螺母或套筒兩端的槽孔內。密封圈除了採用柔軟的毛氈之外,還可以採用耐油橡膠或尼龍材料。由於密封圈和絲槓直接接觸,因此防塵效果較好,但也增加了滾珠絲槓螺母副的摩擦阻力矩。為了避免這種摩擦阻力矩,可以採用由較硬塑料製成的非接觸式迷宮密封圈,內孔做成與絲槓螺紋滾道相反的形狀,並留有一定的間隙。
對於暴露在外面的絲槓,一般採用螺旋剛帶、伸縮套筒、錐形套筒以及摺疊式塑料或人造革等形式的防護罩,以防止塵埃和磨粒粘附到絲槓表面。除與導軌的防護罩相似外,這幾種防護罩一端連接在滾珠螺母的端面,另一端固定在滾珠絲槓的支承座上。這樣就可以更加的牢固了。
參考文獻
- ↑ 國家現代農業全產業鏈標準化示範基地公布 ,搜狐,2023-08-31
- ↑ 什麼是半導體?什麼是集成電路?什麼是芯片?,搜狐,2022-08-17