滾珠絲杠的磨損的原因
滾珠絲杠的磨損的原因
作為一種直線定位傳動機構,滾珠絲杠以其高效率、高精度、高負載、高速度的良好特性,在各種高檔精密機床、數(shù)控設備、航空航天飛行器等重要領域被用作伺服傳動的核心機構,磨損是摩擦存在的必然結果,因為兩個接觸物體的接觸面在相對運動的過程中會受到損傷。
磨損是一個復雜的動態(tài)過程,根據(jù)磨損機理可分為以下幾類:
1)粘著磨損:當兩個物體的接觸面之間有滑動時,由于粘著作用,粘合點會被剪切,被剪切的物體要么脫落成碎片,要么從一個物體轉移到另一個物體上,從而形成相應的粘著磨損。
2)磨粒磨損:在相對運動的接觸物體之間,外部的游離硬顆粒進入兩個摩擦面之間,造成表面破損和脫落,從而引起磨粒磨損。
3)疲勞磨損:兩個滾動或滾滑物體的摩擦面受到循環(huán)應力,使物體產(chǎn)生疲勞剝落和相應的凹坑。這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損。
4)腐蝕磨損:在摩擦運動過程中,相關物體與周圍環(huán)境物質(zhì)之間會發(fā)生相應的化學或電化學作用,破壞物體表面。這種現(xiàn)象稱為腐蝕和磨損。
5)沖蝕磨損:流動的氣體或液體中所含的硬質(zhì)雜質(zhì)顆粒的作用而引起的機械磨損。
6)微動磨損:一種由粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損和疲勞磨損綜合作用引起的復合磨損。由于相互接觸的摩擦表面之間的微小振動,接觸表面會形成氧化磨損顆粒,這些顆粒不容易從接觸表面去除,從而產(chǎn)生微動磨損。
在滾珠絲杠的工作過程中,不只有一種磨損,而是多種磨損形式的相互作用。工作開始時,滾珠絲杠滾珠和滾道的接觸面非常光滑,只含有粘著磨損;然而,經(jīng)過一定的過程后,金屬顆粒會在滾珠和滾道,之間的接觸區(qū)域脫落,從而導致磨損;同時,金屬顆粒脫落后,又會重新形成另一層金屬表層,在溫度和潤滑劑的作用下發(fā)生相應的化學或電化學反應,導致腐蝕和磨損;此外,由于長期的循環(huán)接觸應力,滾珠絲杠功會導致滾道表面產(chǎn)生細小裂紋,從而導致接觸區(qū)物體的剝落或點蝕,從而產(chǎn)生疲勞磨損。綜上所述,可以看出滾珠絲杠的磨損過程是復雜的、動態(tài)的,為了深入研究滾珠絲杠副的磨損,有必要關注其磨損機理及其影響因素。
影響滾珠絲杠磨損的因素很多,包括轉速、預緊力、工作載荷、接觸應力、滾道參數(shù)和滾珠絲杠的摩擦力。當螺桿轉速增加時,滾珠和滾道接觸面的切向相對速度也增加,導致接觸面磨損增加。滾珠絲杠上載荷的大小和分布對磨損量也有很大影響。當滾珠絲杠上的工作載荷增大時,滾珠與滾道相應的接觸面積也會增大,彈性滯后引起的滾動摩擦力矩也會增大,必然導致磨損量的增加。此外,如果滾珠絲杠滾道參數(shù)不同,滾珠和滾道的接觸面積也不同,必然導致滾珠和滾道的磨損面積不同
通過對滾珠絲杠副各種摩擦類型的分析,計算出滾珠絲杠副的總摩擦力矩,并討論了滾珠絲杠副各種摩擦類型的影響因素。同時,由于摩擦力的存在,滾珠絲杠必然會磨損。