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滚珠螺桿的失效分析

发布时间:2019/9/4 9:06:46   来源:安昂传动   作者:admin   浏览量:617

 

滚珠螺桿的失效分析

      近几年,越来越多的滚珠螺桿被用於各式各样的机器,来满足高精度与高性能的设备需求,滚珠螺桿成為使用最广的传动元件之一。在 CNC 的机械中,滚珠螺桿增加其定位精度及延长其使用寿命。在传统的机械上,滚珠 螺桿也逐渐取代爱克姆螺桿。滚珠螺桿通常会搭配预压力来消除机器运转时的背隙,但若滚珠螺桿安装不当时就 无法展现其高精度与较长的寿命。此篇文章主要讨论滚珠螺桿的问题与问题的预防,详述一些测定程序来帮助使 用者找出发生不正常背隙的原因。

滚珠螺桿发生问题的原因与预防

以下叙述三种滚珠螺桿发生问题的主因及其预防方法。滚珠丝杠维修

间隙太大

1。 无预压或预压不足

无预压的滚珠螺桿垂直放置时,螺帽会因本身的重量而造成转动而下滑;无预压的螺桿会有相当的背隙存在,因此只能用於较小操作阻力的机器,但主要的顾虑是定位精度较不要求。 於不同的应用上决定正确的预压量,并於出货前调好预压;因此当您订购滚珠螺桿前请确实详述设备的操作情况。

2. 扭转位移太大

(1) 材质选用不当。

(2) 热处理不当、硬化层太薄、硬度分布不均或材质太软钢珠、螺帽、螺桿的标準硬度分别為

HRC 62~66、HRC 58~62、HRC 56~62。

(3) 不当的设计/细长比(Slender ratio) 太大…等螺桿的细长比越小刚性越高,细长比的界限必须在60以下,如果细长比太大螺桿会產生自重下垂。如右图所示的滚珠螺桿只以单侧支撑,此种较弱刚性的设计应儘可能避免。

3。 轴承选用不当

通常滚珠螺桿必须搭配斜角轴承,尤其是以高压力角设计的轴承為较佳的选择;当滚珠螺桿承受轴向负载时,

一般的深沟滚珠轴承会產生一定量的轴向背隙,因此深沟滚珠轴承并不适用於此。 滚珠丝杠维修4. 轴承安装不当

(1) 若轴承安装於滚珠螺桿而两者贴合不确实,在承受轴向负载的情况下会导致背隙的產生,这种情形可能是由於螺桿肩部太长或太短所造成的。

(2) 轴承承靠面与锁定螺帽V形牙轴心的垂直度不佳,或两对应方向的锁定螺帽面平行度不佳,会导致轴承的倾斜;因此螺桿肩部的锁定螺帽V形牙与轴承承靠面必须同时加工,

才能确保垂直度,如果以研磨方式加工更好。

(3) 以两个锁定螺帽搭配弹簧垫圈来固定轴承,以防止运转中鬆脱。滚珠丝杠维修

5。 螺帽座或轴承座刚性不足

如果螺帽座或轴承座刚性不足,由於元件本身的重量或机器的荷载会使其產生偏斜。测试说明如 / 图15-3,此方式用来检测螺帽座的刚性,类似的测试也可用来检测轴承座的刚性。

6。 螺帽座或轴承座组装不当

(1) 由於震动或未加固定销使得元件鬆脱。以实心锁取代弹簧销达到定位的目的。

(2) 因固定螺丝太长或螺帽座螺丝孔太浅使得螺帽固定螺丝无法锁紧。

(3) 由於震动或缺少弹簧垫圈使得螺帽固定螺丝鬆脱。

7. 支撑座的表面平行度或平面度超公差

不论结合元件表面是研磨或剷花,只要其平行度或平面度超出公差范围,床台运动时位置的重现精度将较差;因此一部机器中,通常在支撑座与机器本体间以薄垫片来达到调整的目的。 滚珠丝杠维修8. 马达与滚珠螺桿结合不当

(1) 联轴器结合不牢固或本身刚性不佳,会使螺桿与马达间產生转动差(relative rotation)。

(2) 若不适合以齿轮驱动或驱动结构不是刚体,可用时规皮带来驱动以防止產生滑动。

(3) 键的鬆动,或是键、键槽、轮轂间的任何不当搭配,皆曾使这些元件间產生间隙。


不顺畅的作动

1。 轴承安装不当

(1) 螺桿或螺帽珠槽表面粗糙。

(2) 钢珠、螺桿或螺帽真圆度超出公差范围。

(3) 螺桿或螺帽的导程误差或节圆直径超出公差范围。

(4) 迴流管组装不当。

(5) 钢珠大小或硬度不均。

以上的问题不该在高品质的產品中发生才是。

2. 异物进入钢珠轨道

(1) 包装材料阻碍钢珠轨道:出货时以许多的材料及防锈袋来包装滚珠螺桿,如果在包装或排列的时候未依适当的程序来执行,异物或其它的物体可能会阻碍钢珠轨道,导致钢珠的滑动而非正常滚动甚至卡死。滚珠丝杠维修


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