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发表时间:2025-05-12浏览次数:
丝杠传动是主要的传动部件之一,是一种精度很高、也很具价值的传动部件,它能精确地确定工作台坐标位置,将旋转运动转换成直线运动,并且还要传递一定的动力,所以在精度、强度及耐磨性等方面都具有很高的要求。做好丝杠传动,其实是要做好一个系统,需要兼顾:设计、选材、加工、润滑等各个方面。
丝杆传动方式有哪几种?
丝杠按其摩擦特性,其实可分为三类:即滑动丝杠、滚动丝杠(滚动丝杆又可以细分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠两类)及静压丝杠。
1.滑动丝杠:
结构与特点:滑动丝杠通过螺纹副的滑动实现运动转换,螺纹常采用梯形螺纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹和三角形螺纹等。其中,梯形螺纹由于工艺性较好,是较为常用的类型。
优缺点:滑动丝杠结构简单,加工方便,成本较低,且具备自锁能力。然而,其摩擦力较大,传动效率较低(一般为30%~40%),磨损较快,定位精度和轴向刚度较差。
应用场景:适用于对传动精度要求不高的场合,如普通机床的进给传动、分度机构和一般机械的丝杆传动等。
2.滚动丝杠:
分类:滚动丝杠主要分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠两大类。
滚珠丝杠:由螺杆、螺母、滚珠、滚珠回流管等部分组成。滚珠在螺纹轴与螺母之间的导槽上滚动,实现运动转换。滚珠丝杠具有传动效率高(可达90%以上)、精度高、寿命长等优点,广泛应用于数控机床、自动化生产线等高精度传动领域。
行星滚柱丝杠:原理类似滚珠丝杠,但使用滚子代替滚珠作为载荷传递元件。行星滚柱丝杠具有承载能力强、传动效率高等特点,适用于高承载、高效率等场合。
3.静压丝杠:
结构与特点:静压丝杠在丝杠和螺母之间通入压力油,形成一层静压油膜,将丝杠和螺母隔开,从而减小摩擦,提高传动的平稳性和精度。
优缺点:静压丝杠具有传动平稳、精度高、寿命长等优点,但需要一套复杂的供油系统,成本较高,维护也相对复杂。
应用场景:适用于对传动平稳性和精度要求较高的场合,如高精度磨床等。
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梯形丝杆出现“抱死”问题解决方案:
梯形丝杆出现“抱死”问题,通常与高温、润滑不良、螺纹磨损或装配不当等因素有关,以下是具体分析和解决方法:
1.优化材料与润滑:
传统POM和PBT材质的滑动丝杆螺母在高温下易发生“抱死”,可改用耐热蠕变、极低冷热膨胀、耐磨的工程塑料(如Wintone T31)替代,以减少热膨胀和摩擦。同时,需确保润滑油或润滑脂的选择与工况匹配。例如,高速低负荷工况下建议使用低粘度油,而低速重载时需采用高粘度油或强制冷却措施。
2.调整预压力与装配间隙:
预压力过大会增加螺纹摩擦扭矩和温升,导致“抱死”。需根据负载条件合理设置预压力(轻载预压小于4%,重载预压不超过动载荷的10%)。此外,滑动丝杆的螺纹间隙无法通过预压消除,需通过优化装配工艺或改用滚珠丝杠(可实现零间隙)解决。
3.修复磨损与螺纹损伤:
螺纹磨损或异物进入会导致传动阻力增大,引发“抱死”。对于轻微磨损,可通过车削加工修复螺纹两侧(保留中径方向0.05~0.10mm研磨余量),并修研两端中心孔以确保工艺基准。若磨损严重,需更换丝杆或采用高精度研磨工艺恢复螺距精度。
4.控制工作温度:
高温会降低润滑效果并加剧热膨胀,导致“抱死”。对于高速重载工况,可通过空心滚珠丝杠引入冷却油进行强制冷却,或选用耐高温材料(如陶瓷涂层丝杆)以减少热变形。
5.检查装配与负载:
丝杆安装过紧或负载超过额定值(如丝杆变形、断裂)均可能引发“抱死”。需确保丝杆与螺母的装配间隙符合设计要求,并避免超负荷运行。
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