滚珠螺杆原理介绍

  • 发布日期:2017-02-04
  • 摘要:滚珠螺杆因具有高机械效率及高符合的性能,已被广泛运用在全电伺服式注塑机上。

      滚珠螺杆因具有高机械效率及高符合的性能,已被广泛运用在全电伺服式注塑机上。滚珠螺杆是以滚珠作为螺杆与螺母之间的动力传输接口 ,进行滚动的运动副。滚珠螺杆系以机床驱动装置之用途为主体发展起来的 ,其开发的目的在于实现位置精度及其顺畅性。滚珠螺杆已成功地应用在精密机械、自动化、各种动力传输、半导体、医疗和航天等产业上。

    注塑机用滚珠螺杆的简单介绍1

     

    因为机床与注塑机的用途与精度需求各不相同 ,两者在滚珠螺杆的设计理念上亦不相同。表1为机床与注塑机用滚珠螺杆的比较。
    表2 为全电式射出机构的各种驱动方法比较 ,显示滚珠螺杆不论在效率、推力、耐久、响应及成本评估方面 ,均有不错的表现。与在机床上使用时螺杆所承受的负荷相比较 ,全电伺服式注塑成形机射出机构所承受的负荷则有数百倍甚至千倍于一般螺杆的负荷值。上银科技的高负荷滚珠螺杆即应运而生(如图所示) 。由于射出机构的行程较短且在润滑位置上有诸多不利的条件 ,为能长期保持注塑成形机的工作性能 ,使滚珠面压均匀化、合理安排润滑位置、提高负荷能力和寿命就成为高负荷滚珠螺杆的设计重点。
     

    注塑机用滚珠螺杆的简单介绍2

    注塑机用滚珠螺杆的简单介绍3

      目前全电式注塑成形机的滚珠螺杆 ,主要有锁模单元(Clampingunit)的夹模与顶出用滚珠螺杆、射出单元( Injectionunit) 用滚珠螺杆、喷嘴接触单元 (Nozzletouchunit)用滚珠螺杆等。其中射出用滚珠螺杆能将精密控制射出、保压、背压的伺服电动机的回转运动有效地转换成直线运动 ,是掌控射出螺杆前进、后退动作的重要机械部件。其常用轴径尺寸为 63100mm,精度等级为JISC5C7 级 ,螺杆轴的安装方式一般为固定—自由式。

      注塑机的研发设计主要涉及其大小、成本及耐用年限等问题。因此 ,滚珠螺杆的选用已成为决定其寿命的重要因素。滚珠螺杆寿命的计算以额定动负荷为基准。额定动负荷系指一批相同规格的滚珠螺杆 ,经过运转一百万次后 ,90%滚珠螺杆的螺纹滚道或滚珠表面不产生疲劳损坏时的轴向负荷。一般滚珠螺杆制造厂商均将额定动负荷标示在产品样本上。通常滚珠螺杆滚道面上产生微细剥落时便判定已达寿命期限。

     

    但注塑成形机射出装置的位置精度不像机床那样要求严格 ,只要能传动使用便可。依照经验判断 ,滚珠螺杆不能正常运转时才算是寿命已达终止。图3所示为注塑成形机用滚珠螺杆达寿命期限时 ,螺杆与螺母的疲劳损坏情形 ,疲劳损坏均为钢珠撞击磨损而产生的。螺杆轴的损伤特别严重 ,螺母则较轻。由于注塑成形机射出机构的行程较短 ,若滚珠螺杆行程短 ,则其摩擦扭力就增大 ,对使用寿命造成影响。因此 ,在设计射出成形机的驱动机构时 ,必须考虑滚珠螺杆的受力方向 ,使滚珠螺杆内每个滚珠受力均匀。如图4所示滚珠螺杆不同受力方向对滚珠面压均匀化的影响 ,图4a 的受力方向与滚珠面压分布较图4b好。
     
    另外 ,润滑油脂的选用也很重要。润滑目的是减小滚珠与螺旋滚道面之间的摩擦阻力 ,减轻磨损。建议选用具有以下优点的高负荷滚珠螺杆:耐负荷性与耐磨性优异、氧化稳定性优异(长期使用不会劣化) 、抗腐蚀及防锈、绝佳的蠕动性、高粘度指数。

    标签: 螺杆制造(21)

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