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哈嘍，大家好，我是老張 前段時間，因?yàn)殚_始網(wǎng)絡(luò)辦公了，所以突然的上班，手上的事情就比較多，導(dǎo)致一直沒時間更新，也請大家見諒啦。 今天就不說設(shè)備了，而是從以下的方面，咱們詳細(xì)的聊一聊滾珠絲桿的那些事 滾珠絲桿的介紹
滾珠絲桿的組成和分類
滾珠絲桿的幾種安裝方式
滾珠絲桿的選型
滾珠絲桿的使用注意事項(xiàng) 關(guān)于滾珠絲桿，我想，它應(yīng)該是我們在工業(yè)設(shè)備中很常見的一種傳動機(jī)構(gòu)了，它可以由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，這里也提一下其他常用的傳動機(jī)構(gòu)： 齒輪/齒條機(jī)構(gòu)、鏈輪鏈條、同步輪同步帶、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等等
下面，咱們繼續(xù)說回滾珠絲桿 一、滾珠絲桿的介紹 關(guān)于滾珠絲桿的介紹，我就直接上百度百科的內(nèi)容吧： 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的理想的產(chǎn)品。
滾珠絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 簡單來說，滾珠絲桿就是可以由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動或者由直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，但是一般對它的應(yīng)用都是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，關(guān)于這個，我們知道它的作用就好。
二、滾珠絲桿的組成和分類 滾珠絲桿是由絲桿軸和螺母組成，而其中螺母又是由鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器等組成。更詳細(xì)的見下圖：
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關(guān)于滾珠絲桿，種類太多了，這里咱們就列舉幾種比較常見的
1、自潤式滾珠絲桿：具有可拆換除油裝置的自潤式滾珠絲桿，不需要潤滑管路系統(tǒng)與設(shè)備，減少了換油和廢油處理成本； 2、靜音式滾珠絲桿：它的原理是在滾珠之間設(shè)置有特殊溝型的滾珠間隔環(huán)，可以抑制住滾珠與滾珠之間碰撞所產(chǎn)生的噪音，使?jié)L珠絲桿在運(yùn)動的時候更加的安靜、平順； 3、高速化滾珠絲桿：具有高加速、高剛性、高速進(jìn)給、低振動、低噪音的特點(diǎn)。使用在工具機(jī)的快速進(jìn)給，磨具高速切削中心機(jī)和高速縱荷切削中心等領(lǐng)域； 4、重負(fù)荷型滾珠絲桿：能夠承受較大的軸向負(fù)荷，適用于全電式設(shè)計機(jī)、空壓機(jī)、半導(dǎo)體制造裝置和鍛壓制造裝置等。
還有軋制和研磨級絲桿的區(qū)分，軋制絲桿的精度相對低一點(diǎn)，適用于精度要求不是很高的場合；而研磨級絲桿，根據(jù)它的名稱也可以看的出來，精度比較高，適合精度要求高的場合。
而根據(jù)螺母中的滾珠循環(huán)方式，可以分為外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)、端蓋式。先說一下端蓋式，這種是比較早期的結(jié)構(gòu)，但是缺點(diǎn)比較明顯，現(xiàn)在基本已經(jīng)被淘汰了，用到的很少，所以這里就稍微提一下。 關(guān)于內(nèi)外循環(huán)螺母的具體構(gòu)造咱們就不聊了，畢竟咱們不需要造絲桿，只需要知道兩者的區(qū)別以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)就可以。
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內(nèi)、外循環(huán)滾珠絲桿的優(yōu)缺點(diǎn)：
1、內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠外形尺寸較小，反向器固定牢靠、剛性好且不易磨損； 2、滾珠絲桿的反向通道短，滾珠數(shù)目少，流暢性好，摩擦損失小，傳動效率高； 3、相同公稱直徑的內(nèi)循環(huán)螺母外徑比外循環(huán)要小，適合安裝空間比較緊湊的場合； 4、內(nèi)循環(huán)螺母配合的滾珠絲杠軸必須有一頭小于谷徑； 5、相對于來說內(nèi)循環(huán)的抗沖擊能力比不上外循環(huán)，所以大型絲桿以及高負(fù)載絲桿大都使用外循環(huán)結(jié)構(gòu)； 6、內(nèi)循環(huán)多用塑料反向器，對工作溫度有一定的要求。
三、滾珠絲桿的幾種安裝方式 本來這個滾珠絲桿的安裝方式要放在后面的，后來想了一下，在確定絲桿的選型時，需要先確定安裝方式，所以，就把它挪到前面來說了。
我列舉幾種比較常見的安裝方式，沒有說到的，歡迎大家在評論區(qū)補(bǔ)充。 ![]()
一般的安裝方式，就是以上的四種，大家可以根據(jù)自己的使用工況，選擇絲桿的安裝方式，而不同的安裝方式，絲桿兩端也是不同的，大家注意一下就好。
四、滾珠絲桿的選型 說到滾珠絲桿的選型，需要先來說一下它的常用參數(shù)，然后才能從這些參數(shù)下手，確定它的型號。 1、絲桿的公稱直徑 就是絲桿的軸徑，常見的規(guī)格有（單位：mm）：12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100，關(guān)于絲桿的軸徑，和它相關(guān)的就是可以承受的負(fù)載，一般是軸徑越大，負(fù)載越大。 而不同軸徑的絲桿可以承受的負(fù)載大小可以查看廠家的樣冊，相關(guān)參數(shù)是動額定負(fù)荷和靜額定負(fù)荷。靜額定負(fù)荷指的是在靜止?fàn)顟B(tài)下，絲桿可以承受的額定負(fù)荷，但是咱們用絲桿又不可能讓它一直靜止的，所以這里，咱們基本只關(guān)心動額定負(fù)荷就可以。 然后，實(shí)際負(fù)載和額定負(fù)荷的比值越小，絲桿的理論壽命越長。（注：額定負(fù)荷不代表最大負(fù)荷，但是一般都不要超過額定負(fù)荷，不然會降低絲桿的使用壽命） 2、導(dǎo)程 導(dǎo)程指的是絲桿旋轉(zhuǎn)一周，螺母直線運(yùn)動的距離。常見的導(dǎo)程有（單位：mm）：2、4、5、6、8、10、16、20、25、32、40，跟導(dǎo)程有關(guān)系的參數(shù)是螺母運(yùn)動速度和滾珠絲桿可提供的直線推力。 導(dǎo)程越大，相同轉(zhuǎn)速情況下，直線運(yùn)動速度越快，具體的計算關(guān)系為： v=r*i v：螺母的移動速度（單位：mm/s） r：絲桿的旋轉(zhuǎn)速度（單位：r/s）
i：導(dǎo)程（單位：mm）
導(dǎo)程和絲桿推力的關(guān)系： F=（2*π*T*n）/i F：絲桿推力（單位：N）
T：電機(jī)提供的扭矩（單位N·m）
n：傳動效率（滾珠絲桿的傳動效率一般為85%-95%） i：導(dǎo)程（這里的單位是m）
3、精度 滾珠絲桿，按國內(nèi)分類，精度等級有P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10，日本、韓國，還有中國臺灣省采用JIS等級，即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10；歐洲國家的標(biāo)準(zhǔn)采用的是IT0，IT1， IT2，IT3，IT4，IT5，IT7，IT10。 一般，像我們公司采購的都是臺灣的滾珠絲桿，性價比比較高，再其次是日本的。
精度表示方法為：不論你的滾珠絲桿有多長，任取一段300mm，誤差都在等級代表的精度之內(nèi)，各等級代表的精度如下：
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一般來說，普通機(jī)械采用C7，C10級，數(shù)控設(shè)備一般采用C5，C3級(C5較多，國內(nèi)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床都是C5級)，航空制造設(shè)備，精密投影及三坐標(biāo)測量設(shè)備等一般采用C3，C2精度(據(jù)我所知,國內(nèi)民品市場買不到C3以上的滾珠絲桿)。 另外，C7，C10級一般采用軋制方法制造，C5級及以上采用研磨方法制造。 綜上所述，非標(biāo)設(shè)計常用的滾珠絲桿精度等級為C7（軋制方法制造或有些人稱為轉(zhuǎn)造），而對滾珠絲桿精度等級有更高的要求的，C5（研磨方法制造）也夠用了。當(dāng)然還是要說一句要具體問題具體分析。 4、預(yù)壓等級 也叫預(yù)緊，關(guān)于預(yù)壓，我們不用了解具體的預(yù)緊力和預(yù)緊方式，只需要按照廠家樣本選擇預(yù)壓等級就可以了。預(yù)壓等級越高，螺母與螺桿配合越緊；反之，等級越低越松。 遵循的原則是：大直徑、雙螺母、高精度、驅(qū)動力矩較大，當(dāng)絲桿的應(yīng)用出現(xiàn)以上的情況時，預(yù)壓等級可以選高一點(diǎn)，反之選低一點(diǎn)。 了解了以上絲桿主要的參數(shù)后，咱們就可以根據(jù)自己的要求進(jìn)行選型了。 第一步、根據(jù)上面“滾珠絲桿的分類”中提到的各種絲桿的應(yīng)用場景，確定適用自己工況的絲桿種類；同時也可以確定絲桿的精度等級（一般為C7）和預(yù)壓等級； 第二步、根據(jù)負(fù)載的大小，確定滾珠絲桿的軸徑； 第三步、根據(jù)負(fù)載需要的移動速度，確定導(dǎo)程；確定導(dǎo)程后，再根據(jù)推力和導(dǎo)程的關(guān)系式，確定驅(qū)動電機(jī)要提供的轉(zhuǎn)矩。 具體如下： 物體上下垂直運(yùn)動，重量為60Kg，需要的移動速度為1m/s；
1）假如你選取了伺服電機(jī)為驅(qū)動，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min=50r/s，根據(jù)公式：v=r*i，確定導(dǎo)程為20； 2）然后再計算負(fù)載的大小：假設(shè)伺服電機(jī)的加減速時間設(shè)置為0.3s，那么加速度為3.3m/s2，負(fù)載F=600+60*3.3=798N（摩擦力這里忽略）； 3）根據(jù)公式：F=（2*π*T*n）/i，n取90%，計算得T≈2.82N·m，查詢1KW伺服電機(jī)是額定扭矩為3.18N·m，符合要求。
以上，就基本確定了滾珠絲桿的型號，最后，再根據(jù)自己所需要使用到的行程，還有上面說到的絲桿安裝方式，確定絲桿的長度，就OK了。
五、滾珠絲桿的使用注意事項(xiàng) 1、在安裝的時候，注意不要碰傷了絲桿的牙型表面；還有就是，一般絲桿采購回來后，螺帽和絲桿都是在一起的，所以在安裝的時候，要特別注意，不要把螺帽和絲桿分開了，不然你自己不好裝進(jìn)去，如果不小心分開了，不要強(qiáng)行自己裝，可以聯(lián)系供應(yīng)商，讓他們?nèi)パb； 2、潤滑：滾珠和絲桿是金屬摩擦，所以兩者之間要加潤滑油或潤滑脂，不然會降低使用壽命； 而一般的添加方式有手動加油和自動加油，手動加油就是定期由工人進(jìn)行注油；而自動加油，就需要自動注油系統(tǒng)，這個以后再細(xì)說； 3、防塵：滾珠絲桿與滾動軸承一樣，當(dāng)混入雜物或者水、切削液時，磨損會增加，有時會導(dǎo)致破損，所以，我們在設(shè)計的時候，就要注意絲桿的防塵； 4、當(dāng)偏荷重現(xiàn)象發(fā)生時，會直接影響螺桿的壽命和噪音，而且基本都伴隨著運(yùn)轉(zhuǎn)不順的手感，如果螺桿空載時與組裝后順暢度不同，除了注意螺桿本身的精度外，大多是組合精度不良產(chǎn)生偏荷重現(xiàn)象，如下圖所示： ![]() 好啦，以上就是關(guān)于滾珠絲桿的一些介紹，沒有說到的，歡迎大家在評論區(qū)補(bǔ)充。
對了，我準(zhǔn)備了一些更詳細(xì)的滾珠絲桿相關(guān)資料，大家可以來我的公號回復(fù)：滾珠絲桿 ，就OK啦！
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發(fā)表于 2020-2-17 22:05:02
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