滚珠丝杠的结构和基本知识

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1、滚珠丝杠的结构和基本知识滚珠丝杠的结构和原理文章来源：济宁欧特精密机械有限公司访问商铺添加人： ljwgdmy 添加时间：2009-7-6 滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回 转运动的理想的产品。滚珠丝杠的结构： 滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构（以圆形反向器和椭圆形反 向器为代表）和外循环结构（以插管为代表）两种。这两种结构也是最常 用的结构。这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接 尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有 10 多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构； 盖板结构。滚珠丝杠原理：1按照国标GB/T17

2、587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已 基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动； 或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位 准确等2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对 应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接， 从而实现对应的直线运动。滚珠丝杠的特点：1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为 1/3滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动 ,所以能得 到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到 1/3 以下, 即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面 很有帮助。2、高精

3、度的保证 滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。3、微进给可能滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运 动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。4、无侧隙、刚性高滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到 较高的刚性（滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时, 由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强）。5、高速进给可能滚珠丝杆由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给（运动）。精度公差:C10,C7,C5,C3

4、,C2,C1-数字越小，精度越高。世界主要滚珠丝杆生产制造商：台湾 ZTPM 正攀滚珠丝杆，台湾上银 hiwin 滚珠丝杆，台湾 ABBA 滚珠丝杆，台湾 PMI 滚珠丝杆，中国南京工艺滚珠丝杆，韩国 SBC滚珠丝杆、日本THK滚珠丝杆、日本NSK滚珠丝杆，德国STAR 滚珠丝杆等滚珠丝杠加工注意问题：滚珠丝杠加工时，螺杆预拉就是在装配时用螺杆两端的锁紧螺母 按要求对螺杆的长度方向施加一定的拉力以调整螺杆正反螺母的反向 紧度，原因是螺杆在运行中温升时，热应力效应会使螺杆伸长，使螺 杆的长度变得不稳定。目的是为了有效消除该部件的弹性变量以期获 得平稳的运动精度。否则在微量进给时当滑鞍或工作台的阻

5、尼力大于 螺杆及螺母的弹性力矩时工作台不发生位移，随着不断的进给螺杆及螺母的累积弹 性力矩超过工作台阻尼力矩此时的工作台产生冲动位移。虽然总的进 给量可能不受影响、但实际的步数、每步的进给量与控制器的输出产 生误差，其后果是严重影响加工精度。滚珠丝杠应用：行业包括:IT产业、汽车、家用电器、工作机械、铁路、钢铁、工程机械发电厂电厂、石化机械等。广泛应用于数控机床，电子设备，自动化设备，激光设备，医疗滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化 成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将 轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠 被广泛应

6、用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功 能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力， 同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。编辑本段特点1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运 动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达 到 1/3 以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的 1/3 在省电方面很有帮助。2、高精度的保证滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出 来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面 ,对温度、湿 度进行了严

7、格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。3、微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动 运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。4、无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得 到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等 时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。5、高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。精度公差:P5 .P7 -编辑本段世界主要滚珠丝杠生产制造商德国博士力士乐(BOSCH-REXROTH )滚珠丝杠，德国布里斯 (BLIS )滚珠丝杠，德国A曼内

8、斯曼(AMANNESMANN)滚珠丝杠， 日本NSK滚珠丝杠、日本THK滚珠丝杠、日本黑田精工(KURODA)滚 珠丝杠、南京工艺装备制造厂滚珠丝杠(商标“中国艺工”)，汉江 机床厂滚珠丝杠，台湾上银HIWIN滚珠丝杠、台湾ABBA滚珠丝杠、 韩国SBC滚珠丝杠等。编辑本段THK滚珠丝杠系列产品与应用超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速综合加工中心机 端盖式滚珠丝杠：快速搬运系统，一般产业机械，自动化机械 高速化滚珠丝杠：CNC机械、精密工具机、产业机械、电子机械、 高速化机械精密研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精密工具机，产业机械， 电子机械，输送机械，航天工业，其它天线使用的致动器、阀门开关螺

9、帽旋转式( R1 )系列滚珠丝杠：半导体机械、产业用机器人、 木工机、雷射加工机、搬送装置等轧制级滚珠丝杠：低摩擦、运转顺畅的优点，同时供货迅速且价 格低廉重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制造装置 重负荷制动器、产业机械、锻压机械滚珠丝杠副故障诊断 滚珠丝杠副故障大部分是由于运动质量下降、反向间隙过大、机 械爬行、润滑不良等原因造成的。下表滚珠丝杠副常见故障以及诊断 方法。序故障现象故障原因排除方法1加工件粗糙度值冋1导轨的润滑油不足够致使溜板爬行加润滑油,排除润滑故障魏丝杠有局部拉毛或硏损更换或修理丝杠丝杠轴承扌员坏f运动不平稳更换损坏轴承伺服电动机未调整好f增益过调整伺服电

10、动机控制系统2反向误差大，加度不稳定丝杠轴联轴器锥套松动重新紧固并用百分表反复测试丝杠轴滑板配合压板过紧或重新调整或修研,用0.03mm塞尺不入为合格丝杠轴滑板配合楔铁过紧或重新调整或修研使接触率达70%以上,用O.tBmm赛尺不入为合格滚珠丝杠预紧力过紧或过松凋整预紧力,检查轴向窜动值,使其误差不大于0.015 mm滚珠丝杠螺母端面与结合面不垂直”结合过松修理、调整或加垫处理丝杠支座轴承预紧力过紧或过松修理调整滚珠丝杠制造溟差大或轴向用控制系统自动补偿能消除间隙，用窜动仪器测量并调整丝杠窜动润滑油不足或没有调节至各导轨面均有润滑油具他顾干涉涉除干涉部位二滑板配合压板过紧或研损重新调整或修研压

11、板使0.04mm筆尺基不入为合格滚珠丝杆苻伝转中转S3大滚珠丝杠蝮母反向器损坏，滚珠丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大修复或更换丝杠并精心调整3丝杠硏损更换何服电动机与滚珠丝杠联接不同轴调整同轴度并紧固连接座无润滑油调整润滑油路招沪再d-勻；告fit?和械古OR咅检查故障开排除?&1彳王丿1人人 火也以?1丿w/wn乂 P阜伺服电动机过热报警耀故障厢除4丝杠螺分油器是否分油检查定量分油器母润滑油管是否堵塞清除污物使油管畅通5滚珠丝杠副操声滚珠丝杠轴承压盖压合不良调整压盖（使其压紧轴承滚珠丝杠润滑不良检杳分油器和油路（使润滑油充足録产主磁更换滚珠电动昭丝O轴器翻拧紧联轴器锁紧螺钉What about

12、Material and Heat-Treatme nt?材料和热处理)The hardness of ball groove on the shaft largely influences life expectancy of a ball screw. In addition, the shaft must possess a strength required as a drive shaft.滚道的硬度大大影响丝杠的寿命。此外，丝杠必须有足够的强度 以满足作为一个驱动轴的需求。The following table shows the material composition and

13、heat treating details of a ball screw system.下表列出了丝杠部件的材料构成和热处理工艺。PARTS零件MATRIAL材料HEATTREATMENT热处理 Chromium molybde numsteelAISI 4150HV(dia. 15mm or larger)Induction hardening 感应淬火 Chromium molybde numsteelSCM415 (SCM21)(dia. 14mm or smaller)Carburization渗碳Chromium molybdenumsteelSCM20 (SCM22)Carbur

14、ization渗碳Center (Original material hardness)H igh-carbon chromium bearing steelSUJ 2ThroughHardening 通体淬火Ball screw shafts and nuts are surface hardened for the followi ng reas ons.丝杠和螺母表面淬火的原因如下：(1) Ball races are hardened since it largely affects life. 滚道必 须淬硬，因为会大大影响寿命。(2) They are not through-ha

15、rdened to avoid becoming brittle and prone to breakage.他们不进行通体淬火的原因是防止变脆易遭破坏。In other cases where high temperature immunity and anticorrosive property are desired, stainless steel (SUS440C) is used. The stainless steel components are heat treated to achieve HRc5659 hardness.在高温或者耐腐蚀的环境中，可以要求使用不锈钢制品 (SUS440C).不锈钢制品热处理后的硬度可以达到HRc5659。精密滚珠丝杠副选用和使用中的