10010滚珠丝杠的规格怎么选择合适?

2024-11-18 04:29:34
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滚珠丝杠传动的原理是:滚珠丝杠作为主动体,螺母就会随丝杠的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动,被动工件可以通过螺母座和螺母连接,从而实现对应的直线运动。滚珠丝杠传动机构是在丝杠和螺母之间刚入滚珠作为中间元件,使丝杠与螺母的滑动摩擦传动变为滚动摩擦传动。
在丝杠和螺母上都制有圆弧型面的螺旋槽,这两个圆弧型面螺旋槽对合起来就形成滚道。在滚动内装有许多滚珠,因此,丝杠和螺母之间是滚动摩擦。在螺母2的螺旋槽两端装有挡珠器挡住,并有回管道使滚珠从螺旋槽的一端滚出螺母体后,又沿着这个回管道重新返回滚道的另一端。这样,当滚珠丝杠相对螺母转动做直线运动进给传动时,滚珠则在螺旋滚道内进行循环不断地滚动。
滚珠丝杠传动具有以下优点:
①传动效率高。滚珠丝杠传动的传动效率一般为’二0.92一0.%,而一般普通滑动丝杠传动的传动效率刀二0.20一0.40。
②传动精度高,运动平稳,无爬行现象。滚珠丝杠传动基本上是滚动摩擦,摩擦阻力小,摩擦阻力的大小几乎与运动速度无任何关系。
③反向时无空行程。滚珠丝杠与螺母经预紧后,可消除轴向间隙。这样反向时就无空程死区,可提高轴向传动精度和轴向刚度。
④有可逆性。由于滚珠丝杠传动的摩擦损失小,可以从旋转运动转换为直线运动,也可以从直线运动转换为旋转运动。丝杠和螺母都可以作为主动件,也可以作为从动件。
⑤使用寿命长。由于滚动摩擦的摩擦损失小,因此使用寿命较长。
由于滚珠丝杠具有上述优点,作为一种精密而又省力的传动机构,在精密机床、数控机床上的应用较为普遍。
滚珠丝杠精度等级划分的基本原则是在传动中,实际移动距离和理想移动距离的偏差,偏差越小,精度越高,其中有分为三种情况,一是旋转一周的运行精度;二是整根滚珠丝杠的运行精度;三是任意300的运行精度,一般情况下说的精度是任意300的精度。
滚珠丝杠副根据使用范围分为定位型(P)和传动型(T)两种。根据精度要求分为7个精度等级,即1、2、3、4、5、7和10级。1级精度最高,依次递减。
P5是国内标准,精度等级是5级,任意300mm行程内行程变动量为0.023mm,这个精度一般表示成P5=0.023,国产丝杆使用多。
C7是JIS标准,精度等级是7级,任意300mm行程内行程变动量为0.050mm,也就是C7=0.050,一般日本,台湾产使用的表示方法。
由此可见滚珠丝杠的P5精度要比C7精度高。
国内的等级精度分为P1,P2,P3,P4,P5,P7,P10这7个等级,JIS等级精度分为C0,C1,C3,C5,C7,C10这6种精度,不过现在台湾也出现C2和C6,这两种精度,P5的精度等级介于C5和C7之间,与出现的C6=0.025基本可以等同。
滚珠丝杠精度级别的选择:滚珠丝杠副在用于纯传动时,通常选用“T”类(即机械手册中提到的传动类),其精度级别一般可选“T5”级(周期偏差在1丝以下),“T7”级或“T10”级,其总长范围内偏差一般无要求(可不考虑加工时温差等对行程精度的影响,便于加工)。因而,价格较低(建议选“T7”,且上述3种级别的价格差不大);在用于精密定位传动(有行程上的定位要求)时,则要选择“P”类(即机械手册中提到的定位类),精度级别要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”级(精度依次降低),其中“P1”、“P2”级价格很贵,一般用于非常精密的工作母机或要求很高的场合,多数情况下开环使用(非母机),而“P3”、“P4”级在高精度机床中用得最多、最广,需要很高精度时一般加装光栅,需要较高精度时开环使用也很好,“P5”则使用大多数数控机床及其改造,如数控车,数控铣、镗,数控磨以及各种配合数控装置的传动机构,需要时也可加装光栅(因“5”级的“任意300mm行程的偏差为0.023”,且曲线平滑,在很多实际案例中,配合光栅效果非常好)。
根据丝杠在机械上所起的作用、对精度的要求以及它随载荷的大小,可分为普通丝杠(梯形丝杠精度为7~9级,滚珠丝杠为D~H级)和精密丝杠(梯形丝杠精度6级以下,滚珠丝杠为C级)。根据热处理情况又可分为淬硬丝杠(硬丝杠)和不淬硬丝杠(软丝杠)。丝杠材料首先要严原材料的验收,应按照国家标准逐项进行检验,特别是原材料的表面质量(主要是对原材料的外观、形状、表面缺陷)检验、化学成分检验和内部质量(即内部组织缺陷,如疏松、夹渣、偏析、脱碳等)检验,合格后方能投产。
滚珠丝杠用材:
①低精度、轻载荷滚珠丝杠:可选用非合金(碳素)结构钢(如45、50钢)制造,经正火、调质处理;有些可选冷轧成形钢(如冷轧60钢)直接使用。
②高精度、重载荷滚珠丝杠:多选用低合金工具钢(如9Mn2V、CrWMn钢)和滚动轴承钢(如GCr15、GCr15SiMn钢)制造,采用感应加热表面淬火,也有采用火焰加热表面淬火或整体淬火的。
③小规格滚珠丝杠:习惯性选用渗碳钢(如20CrMnTi钢),经渗碳+淬火+低温回火后使用。
④某些热处理时易变形的高精度滚珠丝杠:可选用专用渗氮钢(如38CrMoA1A钢)制造,经渗氮处理后使用。
⑤在腐蚀性和高温环境下工作的滚珠丝杠:可选用沉淀硬化不锈钢(如1Cr15Co14Mo5VN、0Cr17Ni4Cu4Nb钢)制造,经固溶处理+时效处理后使用。
滚珠丝杠的应用:
超高DN值滚珠丝杠:高速工具机,高速综合加工中心机。
端盖式滚珠丝杠:快速搬运系统,一般产业机械,自动化机械。
高速化滚珠丝杠:CNC机械、精密工具机、产业机械、电子机械、高速化机械。
精密研磨级滚珠丝杠:CNC机械,精密工具机,产业机械,电子机械,输送机械,航天工业,其它天线使用的致动器、阀门开关装置等。
螺帽旋转式(R1)系列滚珠丝杠:半导体机械、产业用机器人、木工机、雷射加工机、搬送装置等。
轧制级滚珠丝杠:低摩擦、运转顺畅的优点,同时供货迅速且价格低廉。
重负荷滚珠丝杠:全电式射出成形机、冲压机、半导体制造装置、重负荷制动器、产业机械、锻压机械。