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传动界的核心部件,滚珠丝杆的详细介绍

文章来源:本站原创    发布日期:2019-04-30 14:46:51

滚珠丝杆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。传动界的核心部件,滚珠丝杆的详细介绍。

滚珠丝杆

 
  在传动界,滚珠丝杆是不可或缺的关键机械部件。它是工具机械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,由于具有很小的摩擦阻力,滚珠丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器
 
  滚珠丝杆是由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动,是将轴承从滑动动作变成滚动动作。
 
  1898年,人们首次尝试在螺帽与螺杆之间加入钢珠,将传统螺杆的滑动接触转换成滚动接触;以滚动摩擦取代滑动摩擦,将螺帽内的钢珠回转运动转为线性运动,将扭矩转换成轴向反复作用力,以此来改善传统螺杆定位不佳及易损害的情况。
 
  滚珠丝杆是由德克萨斯州的RudolphG.Boehm发明,于1929年被授予美国专利。
 
  当滚珠丝杆作为主动体时,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。
 
  滚珠丝杆组件是金属的,通常是钢制的,由内螺纹螺母和螺杆组成,螺母的螺旋槽与螺杆的螺旋槽相匹配。
 
  在凹槽内部,包含在螺母里的是许多由铬钢制成的小球。当滚珠在螺母中循环时,滚珠在螺杆下方提供平稳运动,导流板或返回系统保持球并使它们通过螺母循环。
 
  与电机一起使用时,滚珠丝杆的效率高达90%。它们相当精确,每英尺几千分之一英寸的精度。许多行业都使用滚珠丝杆进行精确控制,包括航空航天,计算机,电子,汽车和医疗行业。
 
  滚珠丝杆也经常用于制造过程,在机器人、自动化装配线、材料处理设备、输送机、机床、电线控制和精密装配设备中都很常见。
 
  滚珠丝杆组件是由螺杆和螺母组成,每个都带有匹配的螺旋槽,滚珠在这些槽之间滚动,提供螺母和螺杆之间的唯一接触。
 
  当螺杆或螺母旋转时,滚珠被偏转器偏转到螺母的球返回系统中,并且它们以连续的路径穿过返回系统到达滚珠螺母的相对端。然后滚珠从返回系统退出到滚珠丝杆和螺母螺纹滚道中,以便在闭合回路中再循环。
 
  滚珠螺母决定滚珠丝杆组件的负载和寿命。滚珠螺母回路中的螺纹数量与滚珠丝杆上的螺纹数量之比,决定滚珠螺母将比滚珠螺杆更快地达到疲劳失效(磨损)的程度。
 
  滚珠螺母包含两类滚珠返回方式,外循环式和内循环式。
 
  外循环式:滚珠通过返回管回到回路的相对端,滚珠返回管突出于滚珠螺母的外径之上。
 
  内循环式:滚珠通过或沿着螺母壁返回,低于滚珠螺母的外径。
 
  内循环式有一个旋转回路(如上图所示),滚珠被迫通过返回系统爬过螺杆上的螺纹顶部,这被称为交叉偏转器型内部返回系统。在交叉偏转器类型的滚珠螺母中,滚珠仅使轴旋转一圈,并且回路由螺母(C)中的球偏转器(B)封闭,允许滚珠在点处的相邻凹槽之间交叉(A)和(D)。
 
  当长滚珠丝杆高速旋转时,一旦长细比达到该轴尺寸的自然谐波,它就会开始振动。这称为临界速度,可能对滚珠丝杆的使用寿命非常不利。(安全运行速度不应超过螺杆临界速度的80%)
 
  有些应用需要更长的轴长和高速,这都是需要旋转滚珠螺母组件的地方。
 
  滚珠丝杆原本只有英国、美国、德国、日本等先进工业国家能够量产。自1982年开始,何丰精密公司在台中县潭子设厂生产滚珠丝杆,正式开启台湾自己生产此类高精度零件的时代。
 
  1989年何丰改制并更名为上银科技(HIWIN)。上银已成为全球第三大滚珠丝杆、线性滑轨等精密机械业者(前两名是日本厂商THK和NSK)。
 
  滚珠丝杆市场占有率第二的是日本NSK公司,成立于1916年,NSK在轴承领域稳居日本首位,同时在全世界也位居前列。
 
  NSK滚珠丝杆被广泛应用于半导体制造业,机床,注塑机以及其他普通产业。
 
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