上?;垓v告訴您滾珠絲桿安裝上容易發(fā)生問題的原因之三與其預防方法
【碎裂】
鋼珠破裂:
鋼珠最常用的材質(zhì)是鉻鉬鋼,若要使一顆直徑3.175mm(1/8時)的鋼珠破裂,約須1400kg(3080磅)~1600kg(3520磅)。滾珠絲桿作動時,當有、無潤滑時溫升差異明顯,此溫升可能造成鋼珠破裂或損壞,因此造成螺帽或螺桿珠槽的損壞。因此設計過程中須考慮潤滑油的補充,如無法使用自動潤滑系統(tǒng),必須將潤滑油的補充計畫列入保養(yǎng)手冊。
回流系統(tǒng)凹陷或斷裂:
不當設計:螺桿肩部應避免銳角設計,以減少局部應力集中
·螺桿軸頸彎曲:軸承承靠面與鎖定螺帽V形牙軸心的垂直度不佳,或兩對應方向的鎖定螺帽面平行度不佳·皆會導致螺桿肩部的彎曲或斷裂;因此在鎖定螺帽鎖緊的前后,螺桿肩部偏擺量不得超過0.01mm(0.0004時)。
徑向力或反復應力:安裝螺桿時造成偏心會產(chǎn)生異常的交變剪應力并使?jié)L珠絲桿提早損壞。螺桿肩部尺寸的設計,應避免與螺桿截面積差異過大。
溫升對滾珠絲桿的影響:
滾珠絲桿運轉時,溫升會影響到機械傳動系統(tǒng)精度,特別是高速且高精度的機械。以下是影響滾珠絲桿溫升因素:(1)預壓力(2)潤滑(3)預拉
·預壓力的影響:
為避免造成機械傳動系統(tǒng)的失位,可借由提高螺帽剛性來達到,意指提高螺帽預壓力達到一定水準。施加預壓力于螺帽會增加螺牙的摩擦扭矩,并使螺桿在作動時的溫升提高。PMI推薦預壓力為最大軸向負荷的1/3,且預壓力最重不得超過10%的動負荷,以獲得到最佳的壽命及較低的溫升效應。
·預拉的影響:
螺桿軸因熱而伸長變形,會導致定位精度惡化。其熱伸長量可借由公式求出,此熱伸長量可借由預拉來做補償;而預拉補償?shù)哪繕酥稻褪菆D面所標示的負T值。過大的預拉會燒壞支撐軸承。因此PMI建議采用小于5℃的預拉值·但若螺桿直徑超過50mm時也不適合做預拉;螺桿直徑大就需要大的預拉力,因此導致支撐軸承過熱而燒壞PMI建議約以2~5℃的溫升做為補償值T的基準(螺桿每1000mm約-0.02~-0.06mm)。
·潤滑的影響:
潤滑油選擇直接影響滾珠絲桿的溫升。PMI滾珠絲桿須采以油或油脂其中一項的潤滑,一般建議以軸承潤滑油為滾珠絲桿油潤滑,油脂則建議以鋰皂基的油脂。油品黏度選用是依操作速度、工作溫度及負荷情形來做選擇。
當工作情況為高速低負載時最好選用低黏度油品;低速高負載時則建議使用黏度高油品。一般來講,高速時建議使用潤滑油為40C時黏度指數(shù)范圍為32~68CSt(ISO VG 32~68(DIN51519);而低速時,建議使用的潤滑油為40C時黏度指數(shù)范圍為90cSt(ISO VG 90)以上。應用于高速且重負載,必須以強制冷卻來降低溫度,且可借由中空螺桿或冷卻螺帽通入冷卻油來達到冷卻效果。
鋼珠破裂:
鋼珠最常用的材質(zhì)是鉻鉬鋼,若要使一顆直徑3.175mm(1/8時)的鋼珠破裂,約須1400kg(3080磅)~1600kg(3520磅)。滾珠絲桿作動時,當有、無潤滑時溫升差異明顯,此溫升可能造成鋼珠破裂或損壞,因此造成螺帽或螺桿珠槽的損壞。因此設計過程中須考慮潤滑油的補充,如無法使用自動潤滑系統(tǒng),必須將潤滑油的補充計畫列入保養(yǎng)手冊。
回流系統(tǒng)凹陷或斷裂:
螺帽過行程或回流系統(tǒng)受到撞擊會造成回流系統(tǒng)凹陷或斷裂,因此阻礙鋼珠的循環(huán)路徑,使得鋼珠變成滑動而非滾動,最后造成回流系統(tǒng)斷裂。預防方式可在螺桿前后端加裝防撞器,防止過行程時,回流系統(tǒng)及螺帽受損。
滾珠絲桿肩部斷裂:
不當設計:螺桿肩部應避免銳角設計,以減少局部應力集中
·螺桿軸頸彎曲:軸承承靠面與鎖定螺帽V形牙軸心的垂直度不佳,或兩對應方向的鎖定螺帽面平行度不佳·皆會導致螺桿肩部的彎曲或斷裂;因此在鎖定螺帽鎖緊的前后,螺桿肩部偏擺量不得超過0.01mm(0.0004時)。
徑向力或反復應力:安裝螺桿時造成偏心會產(chǎn)生異常的交變剪應力并使?jié)L珠絲桿提早損壞。螺桿肩部尺寸的設計,應避免與螺桿截面積差異過大。
溫升對滾珠絲桿的影響:
滾珠絲桿運轉時,溫升會影響到機械傳動系統(tǒng)精度,特別是高速且高精度的機械。以下是影響滾珠絲桿溫升因素:(1)預壓力(2)潤滑(3)預拉
·預壓力的影響:
為避免造成機械傳動系統(tǒng)的失位,可借由提高螺帽剛性來達到,意指提高螺帽預壓力達到一定水準。施加預壓力于螺帽會增加螺牙的摩擦扭矩,并使螺桿在作動時的溫升提高。PMI推薦預壓力為最大軸向負荷的1/3,且預壓力最重不得超過10%的動負荷,以獲得到最佳的壽命及較低的溫升效應。
·預拉的影響:
螺桿軸因熱而伸長變形,會導致定位精度惡化。其熱伸長量可借由公式求出,此熱伸長量可借由預拉來做補償;而預拉補償?shù)哪繕酥稻褪菆D面所標示的負T值。過大的預拉會燒壞支撐軸承。因此PMI建議采用小于5℃的預拉值·但若螺桿直徑超過50mm時也不適合做預拉;螺桿直徑大就需要大的預拉力,因此導致支撐軸承過熱而燒壞PMI建議約以2~5℃的溫升做為補償值T的基準(螺桿每1000mm約-0.02~-0.06mm)。
·潤滑的影響:
潤滑油選擇直接影響滾珠絲桿的溫升。PMI滾珠絲桿須采以油或油脂其中一項的潤滑,一般建議以軸承潤滑油為滾珠絲桿油潤滑,油脂則建議以鋰皂基的油脂。油品黏度選用是依操作速度、工作溫度及負荷情形來做選擇。
當工作情況為高速低負載時最好選用低黏度油品;低速高負載時則建議使用黏度高油品。一般來講,高速時建議使用潤滑油為40C時黏度指數(shù)范圍為32~68CSt(ISO VG 32~68(DIN51519);而低速時,建議使用的潤滑油為40C時黏度指數(shù)范圍為90cSt(ISO VG 90)以上。應用于高速且重負載,必須以強制冷卻來降低溫度,且可借由中空螺桿或冷卻螺帽通入冷卻油來達到冷卻效果。