什么是滾珠絲桿電機(jī)？

滾珠絲桿電機(jī)，跟所有的螺釘一樣，都是與將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動的螺旋槽的桿。

為什么要使用滾珠絲桿電機(jī)？

常用螺釘在其螺紋上滑動并用它們拉動連接件。這就是ACME螺絲的工作原理。這種滑動很容易產(chǎn)生但非常低效；大約40％的輸入功率被傳輸?shù)焦ぜ稀榱烁倪M(jìn)這個想法，滑動接觸必須用滾動元件代替。滾珠絲杠電機(jī)使用螺母中的滾珠軸承沿螺桿滾動。球必須再循環(huán)，否則它們會從螺母中掉出來。這導(dǎo)致目前設(shè)計的滾珠絲杠電機(jī)的效率大于90％。

滾珠絲桿電機(jī)轉(zhuǎn)動原理

滾珠絲桿電機(jī)的物理特性

滾珠絲杠電機(jī)的四個主要部件包括滾珠絲杠軸，滾珠螺母，滾珠軸承和密封件，下面將進(jìn)一步說明。

滾珠絲桿電機(jī)物理特性

1.滾珠絲桿電機(jī)軸：

螺桿軸是一根長鋼鉻鋼，其凹槽形成螺旋形圖案。這是滾珠絲杠電機(jī)的主體。

(1)滾珠絲桿電機(jī)凹槽設(shè)計：在形成滾珠絲杠電機(jī)的凹槽時，重要的是要考慮接觸點(diǎn)。最常見的凹槽樣式是哥特式拱門。這種類型的凹槽始終允許四個接觸點(diǎn)。通過四個接觸點(diǎn)，球可以在該平面中的任何方向上加載。

滾珠絲桿電機(jī)凹槽設(shè)計

(2)球的節(jié)圓直徑：節(jié)距圓（dm）是從軸承中到螺桿另一側(cè)軸承中的測量值。該測量用于較大速度計算。

滾珠絲桿電機(jī)球的節(jié)圓直徑

(3)標(biāo)稱直徑：滾珠絲桿電機(jī)螺釘?shù)耐鈴健Ｔ摐y量對于調(diào)整螺釘?shù)某叽绾苡杏茫驗(yàn)樗子跍y量。

(4)根直徑：從滾珠絲桿電機(jī)凹槽底部到相鄰凹槽底部的直徑。這是螺釘?shù)淖钚〔糠郑瑢τ谂R界速度計算很重要。

(5)導(dǎo)程：滾珠絲桿電機(jī)的螺母在一個旋轉(zhuǎn)中移動的距離。引線越大，螺母的行程越快。引線還確定了垂直較大有效載荷和螺釘?shù)闹苿恿Α＿@是因?yàn)閷τ诟蟮囊€，負(fù)載角更陡; 它可以容納的重量更少。

滾珠絲桿電機(jī)導(dǎo)程示例圖

(6)滾珠直徑：滾珠絲桿電機(jī)軸承的直徑，可以預(yù)先裝載0，適合于凹槽。這用于計算滾珠軸承的直徑，該直徑將產(chǎn)生一定的預(yù)載荷。與螺母和螺釘間隙相比，球越大，預(yù)載荷越高。

2.滾珠螺母（螺母和滾珠再循環(huán)）：
有3種主要類型的滾珠絲杠螺母，每種都有一個特點(diǎn)：

(1)型材滾珠槽：這是最常見的滾珠絲桿電機(jī)的螺母類型，易于制造且具有良好的一致性能。它的簡單性使得該螺母易于批量生產(chǎn)和調(diào)整，以適應(yīng)大多數(shù)尺寸，引線和負(fù)載。球通過管子再循環(huán)，這些管子拾取軸承然后將它們放回到循環(huán)中。在再循環(huán)之前，球的行數(shù)通常在1.5-3.5行之間，以使回流管尺寸易于控制并且重新球化更容易。

滾珠絲桿電機(jī)型材滾珠槽

(2)球節(jié)圓直徑：滾珠絲桿電機(jī)的螺母具有修剪輪廓，因?yàn)樗皇褂霉軄硪苿忧颉Ｏ喾矗褂闷D(zhuǎn)器將軸承撞到前一軌道上。這意味著每匝必須有一個導(dǎo)流板，每個導(dǎo)流板只有一個節(jié)圓。對于較小的導(dǎo)程角，這種設(shè)計本身也更好，因?yàn)榘疾壑g的距離較小，因此更容易“跳躍”。這種類型的螺母的制造成本更高，因?yàn)楦嗟能壍辣粌?nèi)化并且其應(yīng)用受到鉛的限制。非常適合小型，空間有限的小型引線應(yīng)用。由于再循環(huán)方法，每個循環(huán)只能有一行。

滾珠絲桿電機(jī)的球節(jié)圓直徑

(3)端蓋：滾珠絲桿電機(jī)的螺母專門用于高引線和多引線。它保留用于這些類型的螺母，因?yàn)樾枰＞邅砩a(chǎn)它們，從而增加了成本。每個循環(huán)的行數(shù)不限于這種再循環(huán)類型，并且通常每個啟動一個循環(huán)使整個螺母再循環(huán)是正常的。

滾珠絲桿電機(jī)端蓋

多個起始線程：

多螺紋螺釘用于高鉛應(yīng)用，以允許更多滾珠絲桿電機(jī)的球與螺母接觸。多個螺紋僅用于高導(dǎo)螺桿，因?yàn)閷?shí)際上沒有空間將它們添加到小導(dǎo)螺桿上。可視化多螺紋螺釘?shù)囊环N好方法是考慮具有多種顏色的糖果手杖。不同的顏色是不同的開始。這些滾珠絲桿電機(jī)使用端蓋，因?yàn)樗鼈兝幂^少的空間進(jìn)行再循環(huán)。使用多個啟動螺釘時要考慮的另一個問題是引線和螺距不再相同。引導(dǎo)次數(shù)是開始次數(shù)的間距。見下圖。

滾珠絲桿電機(jī)的起始線程

3.滾珠絲桿電機(jī)軸承：

1、直徑：滾珠絲桿電機(jī)軸承直徑必須適合導(dǎo)程和軸直徑。如果球太小，則線之間的空間太大; 相反，如果它們太大，它們太靠近了。凹槽之間的頂部應(yīng)該是平的，但不能太大。

滾珠絲桿電機(jī)軸承直徑

2、裝載：滾珠絲桿電機(jī)的球之間沒有固定器，如圓形軸承，因此當(dāng)不希望的球接觸時，球會卡住。這可以通過添加間隔球來減少。間隔球是在負(fù)載球之間旋轉(zhuǎn)的稍小的球，但是這減少了負(fù)載能力，因?yàn)樨?fù)載球較少。已經(jīng)開發(fā)出一種合成塑料保持架，其為任何循環(huán)滾珠軸承應(yīng)用增加了許多所需的性能。塑料保持架可防止球與球接觸，減少摩擦，堵塞并延長使用壽命。這些保持架還可以捕獲油脂，有助于保持球的良好潤滑。

滾珠絲桿電機(jī)的裝載

3、密封件：滾珠絲桿電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)型和高性能密封件適用于不同的環(huán)境。所有密封件都可防止異物進(jìn)入螺母和滾珠絲杠之間的空間。一些密封件也用于保持潤滑劑。

(1)滾珠絲桿電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)密封：

a、塑料：用于普通或標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲杠電機(jī)，屬于非接觸式：通過阻塞阻塞碎屑

b、刷子：用于滾動滾珠絲杠電機(jī)，是接觸式的，刷掉軌道上的碎屑

(2)高性能：專門為滾珠絲桿電機(jī)的單個螺母和鉛組合制造的密封件。這些密封件具有特殊的唇緣，可以阻擋污染物，同時僅略微增加操作扭矩。這些密封件用于特別臟的工作，例如木工，焊接和汽車制造。

什么是準(zhǔn)確度？

精度是滾珠絲杠操作中的關(guān)鍵部件之一，因?yàn)闈L珠絲杠主要用于精度和精度保持。引線誤差和安裝誤差是兩個計算出的誤差參數(shù)，這些參數(shù)在滾珠絲杠應(yīng)用中非常重要。

1、引線誤差：引線誤差以兩種方式定義：預(yù)期長度（L）和實(shí)際長度（L +/- e）之間的差值，以及所有e的總和（Σe= E）。例如，如果L是5mm并且e = + / - .005mm，則可能的長度可以是4.995-5.005mm。

滾珠絲桿電機(jī)的引線誤差

2、安裝錯誤：安裝錯誤是由螺釘?shù)闹畏绞胶蜐L珠螺母的安裝引起的。三種最可能的安裝誤差包括軸承未對準(zhǔn)，聯(lián)軸器未對準(zhǔn)和螺母未對準(zhǔn)。安裝錯誤可能會產(chǎn)生噪音，縮短使用壽命并導(dǎo)致定位錯誤。

什么是滾珠絲桿電機(jī)預(yù)加載？

滾珠絲桿電機(jī)預(yù)加載是在施加操作載荷之前放在零件（螺栓，螺釘，軸承等）上的載荷。該負(fù)載引起一些彈性變形，從而改善性能。彈性變形是一種完全可逆的形狀變化，就像壓扁橡膠球一樣。在滾珠絲杠電機(jī)的情況下，預(yù)緊力位于螺母和螺釘?shù)慕缑嫔稀L珠軸承以及螺母和螺旋槽都被“擠壓”在一起。 

這種“壓扁”消除了間隙并減少了撓曲。間隙是由傳動系中的松動引起的空轉(zhuǎn)量，這可能導(dǎo)致放置錯誤。預(yù)緊力可以使?jié)L珠絲桿電機(jī)的螺母緊密配合，消除間隙。剛度增加是由于一塊鋼彈性加載的現(xiàn)象造成的; 它變得越來越難以變形。預(yù)緊力消除了“容易”變形的可能性; 需要更大的力量。 

添加滾珠絲桿電機(jī)預(yù)加載有幾種不同的方法：

1. 選擇一個比凹槽大的球

2. 選一個小于螺絲的螺母

3. 選一個比螺母大的螺絲

4. 使用2個螺母并插入一個楔子

5. 使用2個螺母并插入彈簧

6. 螺母內(nèi)的偏心槽

滾珠絲杠電機(jī)的組件：

必須支撐滾珠絲杠電機(jī)，以便軸承可以旋轉(zhuǎn)。通常這涉及滾子軸承和保持支架。需要一些較長的螺釘來支撐臨界速度和彎曲限制。可能需要端部加工以裝入軸承或連接到電機(jī)。連接電機(jī)需要聯(lián)軸器和適當(dāng)?shù)募庸ぁ榱耸孤菽笢?zhǔn)確平移，必須用桌子和支撐軌道來約束。滾珠絲杠電機(jī)的組件應(yīng)如下圖所示。

滾珠絲桿電機(jī)的組件

滾珠絲杠電機(jī)使用什么類型的潤滑？

滾珠絲杠電機(jī)可以使用潤滑脂或油潤滑。建議在大多數(shù)正常應(yīng)用中使用潤滑脂。這是因?yàn)闈櫥恍枰魏翁厥獾臐櫥到y(tǒng)，并且需要比油更少的潤滑脂。高速應(yīng)用或需要時可能需要油。

滾珠絲杠電機(jī)的歷史：

自19世紀(jì)以來，一直試圖用滾動摩擦螺釘代替滑動摩擦螺釘。然而，由于制造和技術(shù)水平有限，滾珠絲杠電機(jī)率先應(yīng)用于通用汽車公司，他們在轉(zhuǎn)向柱上使用滾珠絲杠電機(jī)。從那時起，圍繞滾珠絲杠電機(jī)的技術(shù)迅速發(fā)展。這一快速發(fā)展使它們被用于數(shù)控機(jī)床，自動化制造和醫(yī)療設(shè)備。憑借優(yōu)質(zhì)的精度，可重復(fù)性和高效率，滾珠絲杠電機(jī)是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動的較好方式。

滾珠絲杠電機(jī)的應(yīng)用

滾珠絲杠電機(jī)用于運(yùn)動控制，但需要軸承支撐和電機(jī)聯(lián)軸器才能有效工作。通過將滾珠絲杠電機(jī)與線性平臺結(jié)合使用，我們能夠?yàn)樵S多應(yīng)用產(chǎn)生穩(wěn)定的線性平移。因此，滾珠絲電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，從車庫門開啟器到CNC機(jī)床和MRI工作臺滑塊。滾珠絲杠電機(jī)通常不用于需要小于球直徑的擺動運(yùn)動的應(yīng)用中。這種類型的運(yùn)動會移除潤滑層并導(dǎo)致錯誤增加。這可以使用較小的滾珠絲杠電機(jī)和特殊潤滑脂來解決。

滾珠絲杠電機(jī)的使用壽命

滾珠絲杠電機(jī)具有非常低的摩擦系數(shù)，這是其精度和壽命的關(guān)鍵。實(shí)際壽命取決于負(fù)載，速度，導(dǎo)程和螺釘尺寸。常見值為20,000小時，50,000公里或5年。

滾珠絲杠電機(jī)的維護(hù)

大多數(shù)滾珠絲杠點(diǎn)擊需要一定程度的定期維護(hù); 但是一些特種球螺釘不需要任何維護(hù)！確保導(dǎo)軌沒有水，污垢，灰塵和碎屑等污染物。螺母也應(yīng)使用油或油脂潤滑。潤滑脂提供較低的整體性能，但比油更便利，使用更便宜，更易于維護(hù)（需要循環(huán)系統(tǒng)）。

滾珠絲杠電機(jī)的詞匯表

反沖 -來自傳動系松動的“空動”。

球軸承-鉻鋼球設(shè)置為緊密公差，支持負(fù)載。

滾珠螺母 - 使用滾珠絲杠并使用循環(huán)滾珠軸承的螺母。

滾珠絲杠軸 - 帶有螺旋槽的鉻鋼軸，用于容納滾珠軸承，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動。

彈性變形 -形狀的變化不是長久性的，并且會自行扭轉(zhuǎn)。

端蓋螺母 - 一種在末端再循環(huán)的螺母，用于容納大型和多個啟動引線。

潤滑脂 -一種不太粘稠的潤滑劑。

鉛-一次旋轉(zhuǎn)的直線距離。

導(dǎo)程誤差 -實(shí)際行程與滾珠螺母理論行程的差異。

潤滑劑 -一種減少其他物體之間摩擦的物質(zhì)。

安裝錯誤 -由于在軸承，電機(jī)，滾珠螺母等中安裝螺釘?shù)牟粶?zhǔn)確性而導(dǎo)致錯誤。

多個啟動螺紋 - 具有多個軌道的螺釘，僅適用于由于空間限制的大型引線。用于為大型滾珠螺母添加更多滾

珠。

標(biāo)稱直徑 -螺紋直徑“頂部”; 螺桿的直徑

油-潤滑劑是高粘性的

節(jié)圓螺帽一種螺母，每次旋轉(zhuǎn)都可以循環(huán)滾珠，適用于小導(dǎo)程和小螺母輪廓

球的直徑 - 通過連接滾珠軸承中產(chǎn)生的直徑

預(yù)加載 -螺母與軸的緊密度，由彈性引起所涉及的部件變形。

Profile Ball Nut-最常見的螺母類型，它使用管子來循環(huán)球。

根直徑 - 由螺釘?shù)撞恐瞥傻闹睆剑畋↑c(diǎn)，用于壽命計算

密封件 - 用于保持物品進(jìn)出的裝置。