HIWIN滾珠螺桿
1設(shè)備概述
HIWIN滾珠螺桿亦稱為球螺桿,導(dǎo)螺桿....等,其包含螺桿、螺帽、循環(huán)系統(tǒng)及鋼珠。滾珠螺桿為工具機(jī)和IT、光電、 半導(dǎo)體、醫(yī)療等精密設(shè)備上常使用的傳動(dòng)組件,其主要功能為將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng),或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換為軸向 反復(fù)作用力;同時(shí)兼具精度、可逆性和效率的色。HIWIN的滾珠螺桿都能滿足各領(lǐng)域上不同的使用要求。
HIWIN滾珠螺桿為科技、制程技術(shù)、及工程業(yè)技術(shù)結(jié)合下制造的產(chǎn)品,并且是闡釋HIWIN為 "High-TechWinners”之意義。
HIWIN精確控管制程,不管是研磨級(jí)或轉(zhuǎn)造級(jí)皆嚴(yán)守精確牙型設(shè)計(jì)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臒崽幚碇瞥桃源_保滾珠螺桿的硬度 及耐磨性能,上述的制程控管理皆為達(dá)到負(fù)荷及長(zhǎng)壽命之要求。
HIWIN精密螺桿具順暢和精密定位,且同時(shí)兼?zhèn)涞团ぞ、剛性、靜音及可預(yù)測(cè)之長(zhǎng)壽命性。
HIWIN轉(zhuǎn)造級(jí)螺桿,亦具有順暢和長(zhǎng)壽命及價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn);般使用在精度較不要求的情況。HIWIN擁有 現(xiàn)代化的工廠、業(yè)技術(shù)的工程師且以質(zhì)量的制程控管理組裝流程及采用質(zhì)量的材料以符合您的需求。我 們很榮幸地能為您提供技術(shù)數(shù)據(jù)及選用步驟,讓您可從這型錄中挑選出合適的滾珠螺桿
2產(chǎn)品特點(diǎn)
HIWIN滾珠螺桿在使用上有很多的優(yōu)點(diǎn),舉凡效率、可逆性、零背隙、剛性,導(dǎo)程精度及其他多項(xiàng)優(yōu) 點(diǎn),與傳統(tǒng)艾克姆螺桿(ACME)相比較,滾珠螺桿在螺桿與螺帽間,加入鋼珠。將傳統(tǒng)螺桿的滑動(dòng)磨擦傳動(dòng) 以鋼珠滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)取代。以大大降低磨擦損耗,有助于維持效率及精度。下列詳述HIWIN滾珠螺桿的各項(xiàng)性及優(yōu)點(diǎn)。
(1) 效率及可逆性
由于滾珠螺桿的螺桿軸及螺帽均是點(diǎn)接觸之滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以其效率可達(dá)90%以上。因此其傳動(dòng)扭矩僅只有傳 統(tǒng)導(dǎo)螺桿的1/3,由圖2.2可看出滾珠螺桿的機(jī)械效率遠(yuǎn)于傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿。
HIWIN 滾珠螺桿在牙型表面采以精密加工,以降低珠槽與鋼珠間的接觸摩擦;又鋼珠與珠槽間為點(diǎn)接觸之滾 動(dòng)運(yùn)動(dòng),有低摩擦力及運(yùn)轉(zhuǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。故可降低馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力要求,進(jìn)而降低成本。
HIWIN以精度測(cè)試儀器并依循標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試步驟以確保滾珠螺桿的效率。
(2) 零背隙及剛性
CNC 工具機(jī)、IT及半導(dǎo)體設(shè)備對(duì)于傳動(dòng)螺桿的要求為零背隙、小彈性變形(剛性)及順暢感,經(jīng)由我們的 別設(shè)計(jì)可以達(dá)成此要求。圖2.3為歌德式牙型詳圖。滾珠螺桿采用施加預(yù)壓力,來(lái)達(dá)到CNC機(jī)臺(tái)的重現(xiàn)性及全行 程的剛性。但過(guò)大的預(yù)壓力,會(huì)增加操作扭矩。如此增加的磨擦扭矩將會(huì)產(chǎn)生熱及降低預(yù)期壽命。透過(guò)我們別 的設(shè)計(jì)及制程,提供給您優(yōu)化的滾珠螺桿 零背隙和低熱損失。
般建議預(yù)壓力不過(guò)8%動(dòng)負(fù)荷C (106 revs),若要更詳細(xì)資料請(qǐng)與HIWIN連系。
(3) 導(dǎo)程精度
HIWIN 滾珠螺桿精度等級(jí)依循ISO, JIS 及DIN標(biāo)準(zhǔn)制造亦可依顧客需求生產(chǎn)所須精度等級(jí)。采用精密雷射量測(cè) 儀器來(lái)保證滾珠螺桿精度并隨每支研磨級(jí)滾珠螺桿均附上導(dǎo)程精度表,予以100%質(zhì)量保證。
(4) 壽命預(yù)測(cè)
不同于傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿的壽命取決接觸面之磨耗;HIWIN 滾珠螺桿則取決于材料的疲勞破壞。為確保HIWIN 滾珠螺 桿在預(yù)期壽命之可靠度,不管設(shè)計(jì)、材質(zhì)、熱處理及制程等皆采以嚴(yán)格的業(yè)考慮。滾珠螺桿的預(yù)期壽命必須考 慮設(shè)計(jì)質(zhì)量及制程等幾項(xiàng)的安全因子,但主要以動(dòng)負(fù)荷(C)為依據(jù)。
而影響動(dòng)負(fù)荷的基本因素為 牙型精度、材料性及表面硬度。般建議在軸向平均負(fù)載計(jì)算下,至少應(yīng)達(dá) 到1×106 revs。質(zhì)量的滾珠螺桿,必需達(dá)到在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的B級(jí)壽命(亦即90%的螺桿均達(dá)到所設(shè)計(jì)的壽命),有50% 的滾珠螺桿壽命過(guò)設(shè)計(jì)壽命值的2~4倍。
(5)低起動(dòng)扭矩及順暢度
傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿因?yàn)槭墙饘倥c金屬間的面接觸,所以為克服起動(dòng)摩擦力,則必須采以較的起動(dòng)扭力。然而滾珠螺 桿是由鋼珠滾動(dòng)接觸,只須很小的起動(dòng)扭力即可克服摩擦力。
HIWIN采用佳的牙型設(shè)計(jì)系數(shù)(形狀系數(shù))及業(yè)制造技術(shù)達(dá)成佳真實(shí)牙型。且HIWIN使用牙型測(cè)量設(shè)備,來(lái) 監(jiān)測(cè)每制程中的牙型。如此可確保符合設(shè)定之扭力范圍。圖2.4為檢測(cè)的實(shí)例。
HIWIN亦使用計(jì)算機(jī)量測(cè),以精確量測(cè)出滾珠螺桿的摩擦扭矩圖2.5為-典型的"位置-扭矩"量測(cè)圖形
(6) 靜音
質(zhì)量機(jī)械設(shè)備于快速進(jìn)給及重負(fù)荷操作下,依然必須要求低噪音。 HIWIN嚴(yán)格控管循環(huán)系統(tǒng)及牙型設(shè)計(jì),組裝技術(shù),并嚴(yán)密檢測(cè)表面精密加工及尺寸,以達(dá)到低噪音的目標(biāo)。
(7) 短交期
HIWIN以快速的制程安排及庫(kù)存滾珠螺桿以達(dá)到短交期的目標(biāo)。
(8) 優(yōu)于氣、液壓致動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)
若致動(dòng)器中采用滾珠螺桿取代傳統(tǒng)的汽壓或液壓驅(qū)動(dòng)可得到許多的優(yōu)點(diǎn)如:不會(huì)滲漏,不須過(guò)濾,省能源及重現(xiàn)
性 圖2.6為全電式射出成型機(jī)構(gòu),以取代傳統(tǒng)復(fù)雜的油壓驅(qū)動(dòng)。
3應(yīng)用范圍
HIWIN滾珠螺桿的使用產(chǎn)業(yè)別并推薦使用滾珠螺桿的精度等級(jí):
(1) CNC機(jī)械:CNC加工中心,CNC車(chē)床,CNC銑床,CNC放電加工機(jī),CNC磨床,CNC線切割機(jī),CNC鉆孔機(jī) …等等。
(2) 精密工具機(jī):銑床,磨床,刀具磨床,齒輪加工機(jī),鉆床,刨床,車(chē)銑復(fù)合機(jī)。
(3) 產(chǎn)業(yè)機(jī)械:印刷機(jī),造紙機(jī),自動(dòng)化機(jī)械,紡織機(jī),繪圖機(jī),射出成型機(jī),用機(jī)。
(4) 電子機(jī)械:量測(cè)儀器,X-Y平臺(tái),醫(yī)學(xué)設(shè)備,工廠自動(dòng)化設(shè)備,PCB鉆孔機(jī),IC封裝機(jī),半導(dǎo)體設(shè)備,工廠 自動(dòng)化設(shè)備…等。(5) 輸送機(jī)械:Robort Stage,材料搬送設(shè)備,核能反應(yīng)器,度致動(dòng)器…等。
(6) 航天工業(yè):飛機(jī)襟翼,機(jī)場(chǎng)負(fù)載設(shè)備,尾翼致動(dòng)器…等。
(7) 其他:如天線使用的致動(dòng)器,閥門(mén)開(kāi)關(guān)裝置,太陽(yáng)能板伸縮機(jī)構(gòu),電子顯微鏡對(duì)焦機(jī)構(gòu)…等。
4產(chǎn)品分類(lèi)
HIWIN滾珠螺桿產(chǎn)品分類(lèi):
1 標(biāo)準(zhǔn)滾珠螺桿
HIWIN建議您在設(shè)計(jì)時(shí),采用標(biāo)準(zhǔn)常用規(guī)格的滾珠螺桿,然而導(dǎo)程或微小滾珠螺桿或其他殊規(guī)格的滾珠螺 桿,皆可依您需求來(lái)提供,表3.1為標(biāo)準(zhǔn)滾珠螺桿軸徑與導(dǎo)程的配對(duì)表。
2 螺帽型式
(1) 循環(huán)設(shè)計(jì)的種類(lèi)
HIWIN 滾珠螺桿基本上有3種循環(huán)設(shè)計(jì)。第種稱為外循環(huán)滾珠螺桿其為螺桿、螺帽、鋼珠、彎管及固定塊組合 而成。而鋼珠介于螺桿與螺帽之中,鋼珠的循環(huán)乃經(jīng)由彎管的連接,使其得以在螺帽上回流;而彎管則裝置在螺帽 外部此種型態(tài)稱為外循環(huán)滾珠螺桿,如圖3.1。
第二種稱為內(nèi)循環(huán)滾珠螺桿為螺桿、螺帽、鋼珠及回流蓋所組成。鋼珠采以單圈循環(huán)。以回流蓋跨越連接兩相 鄰珠槽,連接構(gòu)成個(gè)單封閉回流路徑;由于回流蓋組裝在螺帽內(nèi)部,所以稱之為內(nèi)循環(huán)滾珠螺桿,如圖3.2。
第三種稱為端蓋式滾珠螺桿,如圖3.3,其基本回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與外循環(huán)滾珠螺桿,如圖3.4類(lèi)似,而主要的差別 在于螺帽上加工貫穿孔作為鋼珠回流。此設(shè)計(jì)使得鋼珠得以行經(jīng)整個(gè)螺帽的前后二端。由于在所有珠槽上都布 滿有效鋼珠因此在相同的動(dòng)負(fù)荷下,螺帽長(zhǎng)度較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為短。
表3.1 HIWIN標(biāo)準(zhǔn)滾珠螺桿外徑與導(dǎo)程對(duì)照
*G:代表研磨級(jí)滾珠螺桿,不管左旋或右旋皆可
(2) 螺帽種類(lèi)
螺帽種類(lèi)的選用乃依據(jù)使用條件HIWIN 滾珠螺桿螺帽分類(lèi)代號(hào)如下說(shuō)明(詳細(xì)請(qǐng)參考第5章)
*其他非上述種類(lèi),可依您需要而設(shè)計(jì) 若是導(dǎo)程雙螺紋的螺帽,則需在代號(hào)前加個(gè)"D" 若是采用壓縮式預(yù)壓,則需在代號(hào)前加個(gè)"P" 若是采用偏位式預(yù)壓,則需在代號(hào)前加個(gè)"O" 舉例
RDI:代表圓型的內(nèi)循環(huán)雙螺帽
FSW:代表法蘭型的外循環(huán)單螺帽 DFSV:代表法蘭型的雙螺紋外循環(huán),彎管凸出的單螺帽
例如: B2:兩支外循環(huán)回流管,每管循環(huán)2.5圈 T3:三個(gè)內(nèi)循環(huán)回流蓋,每個(gè)循環(huán)1圈 S4:端蓋四循環(huán),每個(gè)循環(huán)1.8圈
HIWIN 推薦外循環(huán)以兩列2.5卷或3.5卷設(shè)計(jì)(B2或C2),內(nèi)循環(huán)以3、4或6卷設(shè)計(jì)(T3、T4或T6)。上述循環(huán)方式,如圖3.4和圖3.5所示
3 軸端肩部參考尺寸
◆ 安裝方式: 軸承安裝方式?jīng)Q定滾珠螺桿的剛性、臨界轉(zhuǎn)速、挫屈負(fù)荷。 安裝方式的設(shè)計(jì)須小心仔細(xì)考慮。其基本安裝方式,如圖3.6所示。
◆ 螺桿肩部型式: 常用肩部,如圖3.7所示型式,而建議尺寸及軸承選用型號(hào),如表3.2所示
表3.2 肩部尺寸
肩部型式請(qǐng)參照?qǐng)D
5設(shè)計(jì)及選用
HIWIN滾珠螺桿選用和安裝的重要觀念:
(1) 滾珠螺桿必須保持徹底的清潔并且用防銹油作好防護(hù), 應(yīng)別注意不可使尖銳物或刀具撞擊牙型表面及不可讓 任何鐵屑進(jìn)入螺帽內(nèi)部;而且組裝軸端外徑亦不可碰撞擦傷,如圖4.1。
選擇精度等級(jí)適用的滾珠螺桿請(qǐng)參考表4.5,依組裝標(biāo)準(zhǔn)程序安裝,換言之,使在CNC 工具機(jī)上的精密研磨級(jí)滾 珠螺桿,必須精確的校正及選用合適的精密軸承組合。
轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿適用于精度較不的場(chǎng)合,如包裝機(jī)械…等,即可選用精度較不的支撐軸承組合。別重要 是,避免軸承支撐座與螺帽的偏心,造成負(fù)荷的不均,如圖4.2。不均勻負(fù)載含徑向力及扭矩,參圖4.2(a),皆可能 造成故障及壽命減低,如圖4.2(b)。
(3) 為使?jié)L珠螺桿達(dá)到壽限,HIWIN 建議您使用含有潤(rùn)滑劑之軸承用油,但油中含石墨及二硫化鉬(MoS2)除外 ,油脂必須保持填注于鋼珠及珠槽上。油浴式或滴油式給油法皆可,但以直接給油到螺帽內(nèi)為佳,如圖4.2。
(4) 別注意,當(dāng)安裝滾珠螺桿于機(jī)械上,請(qǐng)勿敲打螺帽或彎管,同時(shí)不可讓螺帽與螺桿分離或過(guò)行程-螺帽部份 行程離開(kāi)螺桿,如圖4.3,若是如此會(huì)造成鋼珠脫離珠槽。
(5) 選擇合適的軸端支撐軸承組合,在CNC工具機(jī)上,建議采用斜角軸承(斜角: 60°)。
(6) 在螺桿兩端應(yīng)該安裝防撞器或不出牙設(shè)計(jì)以避免螺帽過(guò)行程,導(dǎo)致螺桿的破壞,如圖4.5。
(7) 滾珠螺桿建議使用伸縮式之保護(hù)套來(lái)保護(hù),以避免受到環(huán)境中塵;蜩F屑的污染。若有碎屑或異物進(jìn)入螺帽 內(nèi),則會(huì)造成螺桿只剩十分之壽命。采以伸縮式須要在法蘭上加螺紋孔以固定之,如圖4.6。此項(xiàng)殊之需 求,請(qǐng)告知HIWIN。
(8) 若您選用內(nèi)循環(huán)或端蓋式循環(huán)的滾珠螺桿,則其端螺紋必須出牙且肩部大尺寸,必須小于根徑0.5~1.0mm, 若要求肩部尺寸大于根徑亦可,但將有螺紋線留于肩部上便于螺帽裝入。如圖4.7。
(9) 滾珠螺桿熱處理時(shí)于靠近肩部加工的螺紋牙部份有10~20mm長(zhǎng)度須保持軟化,以便于加工肩部。此區(qū)域會(huì)標(biāo)示 “ ”記號(hào)于HIWIN圖面上,如圖4.8。如您有殊之要求請(qǐng)與HIWIN連系。
(10) 過(guò)大的預(yù)壓力將造成摩擦扭矩的大增及溫升效應(yīng)而使得預(yù)期壽命的減短。但太低的預(yù)壓力,會(huì)使得滾珠螺桿 剛性不足及增加失步(lost motion)的可能性。于CNC工具機(jī)的使用上,HIWIN建議您,以不過(guò)8%動(dòng)負(fù)荷 為預(yù)壓力的大值;于自動(dòng)化 X-Y平臺(tái)機(jī)構(gòu)以不過(guò)5%動(dòng)負(fù)荷為預(yù)壓力的大值。
(11) 當(dāng)您需要與螺桿軸分離并再組合時(shí),必須透過(guò)個(gè)外徑小于螺桿根徑0.2~0.4 mm的管子,參考公式M37接于 螺桿出牙的端,將螺帽旋出,套內(nèi)管中參照?qǐng)D4.9。
(12) 圖4.10表示軸端承靠面的逃槽;軸端支撐軸承必須有倒角才能正確的定位,同時(shí)維持適當(dāng)?shù)闹倍,HIWIN建議您采用DIN 509的逃槽尺寸,如詳圖4.11。
6選用流程
HIWIN滾珠螺桿選用流程
HIWIN滾珠螺桿選用步驟如表所示,從已知的設(shè)計(jì)條件(A)選擇適當(dāng)?shù)臐L珠螺桿類(lèi)別(B)經(jīng)由參考公式步步遵從選擇程序(C)找出符合設(shè)計(jì)需求的 滾珠螺桿規(guī)格。
滾珠螺桿選用步驟表如下:
滾珠螺桿精度等級(jí)
選擇符合您需求的精度等級(jí),而不要選擇過(guò)您需求的精度等級(jí)以避免非必要的成本。 精密級(jí)滾珠螺桿應(yīng)用在需要定位精確、重現(xiàn)性、平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)及壽命長(zhǎng)之場(chǎng)合。 轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿應(yīng)用在需要效率和壽命但不以精度為訴求之場(chǎng)合。 精密轉(zhuǎn)造螺桿其精度介于轉(zhuǎn)造級(jí)螺桿及精密研磨級(jí)螺桿之間?扇〈S多相同精度等級(jí)研磨級(jí)滾珠螺桿的應(yīng)用領(lǐng)域。
HIWIN可生產(chǎn)達(dá)C6級(jí)精密級(jí)轉(zhuǎn)造滾珠螺桿。唯幾何公差不同于精密研磨級(jí)滾珠螺桿(參考第6章) 。因?yàn)槁輻U外 徑并未研磨,制造程序和研磨級(jí)滾珠螺桿有所不同。第7章為HIWIN轉(zhuǎn)造滾珠螺桿詳細(xì)介紹。
(1) 精度等級(jí)
精度滾珠螺桿從用于精密量測(cè)、航天設(shè)備到運(yùn)輸包裝設(shè)備等有很多的應(yīng)用領(lǐng)域。質(zhì)量及精度等級(jí)可由下述 性分類(lèi):導(dǎo)程誤差、表面粗糙度、幾何公差、背隙、預(yù)壓力變動(dòng)范圍、溫升及噪音。
HIWIN精密研磨級(jí)滾珠螺桿分為7個(gè)等級(jí)。般說(shuō)來(lái)HIWIN精密研磨級(jí)滾珠螺桿是由所謂"V300"來(lái)定義,但與轉(zhuǎn) 造級(jí)滾珠螺桿的等級(jí)分類(lèi)略有不同(轉(zhuǎn)造級(jí)請(qǐng)參考第7章)。圖4.12為依據(jù)滾珠螺桿精度所繪制的導(dǎo)程測(cè)定圖。相同 的DIN精度等級(jí)如表4.2所示。從圖形中,各項(xiàng)規(guī)范數(shù)值,可由表4.2所示由精度來(lái)決定。圖4.14為HIWIN依照DIN標(biāo) 準(zhǔn)量測(cè)的結(jié)果。HIWIN規(guī)格的精度等級(jí)滾珠螺桿請(qǐng)參照表4.2所示。相關(guān)的際規(guī)范如表4.3所示。工具機(jī)的定位精 度±ep是由V300決定。符合各種機(jī)器使用的精度表如表4.5所示。這是在不同應(yīng)用領(lǐng)域中選用適當(dāng)?shù)臐L珠螺桿之參考 圖表。
(2) 軸向余隙(背隙)
若滾珠螺桿軸向余隙為零,則必然存在預(yù)壓力,同時(shí)采以預(yù)壓扭矩為量測(cè)依據(jù)。
HIWIN滾珠螺桿標(biāo)準(zhǔn)軸向余隙如表4.4所示。在CNC工具機(jī)所使用之零背隙滾珠螺桿如剛性不足會(huì)造成失步現(xiàn) 象。請(qǐng)與HIWIN連絡(luò)以決定佳背隙或剛性值。
(3) 幾何公差
選用正確精度等級(jí)的滾珠螺桿以符合機(jī)器需求是極為重要的。表4.6和圖4.15幫助您以精度等級(jí)規(guī)范幾何公差。
表4.2 HIWIN 精密級(jí)滾珠螺桿精度表
滾珠螺桿精度等級(jí)
表4.4 各等級(jí)軸向背隙對(duì)照表
各種機(jī)械適用精度等級(jí)
7預(yù)壓方式
預(yù)壓的目地在消除軸向背隙且降低因軸向力造成的彈性位移,亦可改善滾珠螺桿剛性(避免失步)。因滾珠螺桿承 受軸向負(fù)荷,針對(duì)有預(yù)壓牙型的設(shè)計(jì)以歌德式為佳。此牙型具有獨(dú)的鋼珠與珠槽接觸方式能消除任何可能的軸向 背隙并能增加剛性。有預(yù)壓歌德式牙型負(fù)荷方式如圖4.16所示。
獨(dú)之歌德式牙型珠槽能產(chǎn)生大約45°的鋼珠接觸角。由外部驅(qū)動(dòng)力及內(nèi)部預(yù)壓力產(chǎn)生軸向力Fa能產(chǎn)生兩種背 隙,種是鋼珠與珠槽間制造余隙所產(chǎn)生的正向背隙Sa。另種是由垂直于接觸點(diǎn)的正向力Fn所產(chǎn)生的彈性變形 l。由制造余隙所產(chǎn)生背隙能由內(nèi)部預(yù)壓力P消除,此種預(yù)壓力可藉由雙螺帽、偏移節(jié)距的單螺帽或以鋼珠大小調(diào)整預(yù)壓的單螺帽產(chǎn)生。彈性變形是由內(nèi)部預(yù)壓力和外部負(fù)荷產(chǎn)生進(jìn)而造成失步效應(yīng)。
(1) 雙螺帽預(yù)壓方式
此預(yù)壓藉由兩螺帽間之預(yù)壓片產(chǎn)生,圖4.17。 “拉伸預(yù)壓”是由過(guò)大的預(yù)壓片有效的擠壓分開(kāi)螺帽。“壓縮預(yù)壓”是由過(guò)小預(yù)壓片,再以螺栓將兩螺帽拉在起。拉伸預(yù)壓是HIWIN精密級(jí)滾珠螺桿常使用的方式。然而也能依您的需求制造壓縮預(yù)壓滾珠螺桿。滾珠螺桿 預(yù)拉必然增加剛性,但請(qǐng)告訴HIWIN您設(shè)計(jì)的預(yù)拉量為多少(建議每公尺0.02mm~0.03mm,但應(yīng)該用T值作補(bǔ)償) 。
以預(yù)壓片尺寸調(diào)整預(yù)壓方式
(2) 單螺帽預(yù)壓方式
單螺帽有兩種預(yù)壓方式其中種稱為"過(guò)大鋼珠預(yù)壓方式"。此種方式內(nèi)容的鋼珠比珠槽空間大(過(guò)大鋼珠)使鋼珠 產(chǎn)生4點(diǎn)接觸,如圖4.18所示。另種稱為"導(dǎo)程偏移預(yù)壓方式"如圖4.19所示。在螺帽節(jié)距上有δ值的偏移。這種方 式用來(lái)取代傳統(tǒng)雙螺帽預(yù)壓方式,并在較短螺帽長(zhǎng)度及較小預(yù)壓力下?lián)碛休^剛性。然而此方式不適用于太預(yù)壓 力。好將預(yù)壓力設(shè)計(jì)在5%動(dòng)負(fù)荷以下。
8設(shè)計(jì)計(jì)算資料
9規(guī)格表示法
HIWIN滾珠螺桿的規(guī)格表示法
HIWIN依據(jù)客戶的藍(lán)圖或規(guī)格來(lái)制造您所需要的滾珠螺桿,并提供下列滾珠螺桿的相關(guān)數(shù)據(jù):
1.公稱外徑
2.導(dǎo) 程
3.螺牙長(zhǎng)度及螺桿總長(zhǎng)度
4.肩部尺寸
5.螺帽型式
6.精 度(導(dǎo)程誤差,幾何公差)
7.主軸轉(zhuǎn)速
8.靜額定負(fù)荷、動(dòng)額定負(fù)荷、預(yù)壓扭矩
9.螺帽安全考慮
10. 油孔位置
HIWIN 滾珠螺桿規(guī)格的定義
注明:1. 外徑導(dǎo)程可依客戶的需求設(shè)計(jì)。
2.右旋為般標(biāo)準(zhǔn),左旋產(chǎn)品亦可提供。
3.長(zhǎng)度可依客戶需求提供。
4.客戶需要不銹鋼等殊材質(zhì)滾珠螺桿,可與HIWIN洽談。
5.當(dāng)您填好滾珠螺桿數(shù)據(jù)表(169~170頁(yè)),請(qǐng)與HIWIN聯(lián)絡(luò),我們將立刻回復(fù)。
6.若您欲訂購(gòu)DIN 69051型螺帽,請(qǐng)加注“DIN”。
10精密研磨
11轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿
HIWIN滾珠螺桿轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿介紹
HIWIN轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿的生產(chǎn)不同于研磨級(jí)使用研磨方式,而是使用滾牙方式來(lái)生產(chǎn)螺桿。相較于傳統(tǒng)導(dǎo)螺 桿,轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿不僅在使用上具有低摩擦、運(yùn)轉(zhuǎn)順暢的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)供貨迅速且價(jià)格低廉。 HIWIN使用先進(jìn)的滾牙技術(shù)來(lái)生產(chǎn)轉(zhuǎn)造級(jí)螺桿,而從材料的選定、滾牙的過(guò)程、熱處理、加工及組裝等過(guò) 程,皆經(jīng)嚴(yán)格的質(zhì)量管理,以確保產(chǎn)品的佳質(zhì)量。般而言,轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿除了在導(dǎo)程誤差的定義及幾何公差與研磨級(jí)滾珠螺桿有所不同外,樣可使用相 同的預(yù)壓方式來(lái)消除軸向余隙。轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿的螺帽型式及尺寸可參考研磨級(jí)螺帽數(shù)據(jù)來(lái)選購(gòu)。
2 精密轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿
轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿的導(dǎo)程精度定義:為在有效螺紋長(zhǎng)度內(nèi),任意300mm的累積導(dǎo)程誤差的容許值。精密級(jí)滾珠 螺桿的導(dǎo)程精度如表7.1所示,軸方向余隙的大小,請(qǐng)參照表7.2。
HIWIN所生產(chǎn)的精密滾珠螺桿規(guī)格如表7.3所示。 HIWIN備存各種規(guī)格的庫(kù)存,可達(dá)到客戶迅速供貨的要求。
表7.1 HIWIN精密轉(zhuǎn)造級(jí)滾珠螺桿之精密等級(jí)
HIWIN精密轉(zhuǎn)造級(jí)螺桿與導(dǎo)程對(duì)照表
■ : 左右旋向皆有 ● : 只有右旋向,若有其他需求請(qǐng)與HIWIN聯(lián)絡(luò)
*注: 螺桿的大長(zhǎng)度以C7等級(jí)為主,轉(zhuǎn)造級(jí)螺桿的大長(zhǎng)度會(huì)隨著導(dǎo)程精度不同而不同。
12溫升影響
HIWIN滾珠螺桿中照溫升對(duì)滾珠螺桿的影響
滾珠螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),溫升會(huì)影響到機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的精度,別是速且精度的機(jī)械。 以下是影響滾珠螺桿溫升的因素:
(1) 預(yù)壓力 (2) 潤(rùn)滑 (3) 預(yù)拉
圖4.29說(shuō)明進(jìn)給速度、預(yù)壓力及溫升的關(guān)系,圖4.30說(shuō)明螺帽溫升與預(yù)壓摩擦扭矩的關(guān)系。由圖4.29,圖4.30及 范例4.5-5得知,螺帽預(yù)壓力加倍時(shí)將提溫度5℃但剛性只提約5%。
(1) 預(yù)壓力的影響
為避免造成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的任何失步,提螺帽剛性是很重要的,然而要提螺帽剛性,必須使螺帽預(yù)壓力達(dá) 到定水平。
施加預(yù)壓力于螺帽會(huì)增加螺牙的摩擦扭矩,并使工作時(shí)的溫升提。 HIWIN建議,中重預(yù)壓為8%的動(dòng)負(fù)荷;中預(yù)壓為6%~8%;中輕預(yù)壓為4%~6%;輕預(yù)壓為4%以下,預(yù)壓力重不得過(guò)10%的動(dòng)負(fù)荷,以獲得到佳的壽命及較低的溫升效應(yīng)。
(2) 潤(rùn)滑的影響
潤(rùn)滑油的選擇直接影響滾珠螺桿的溫升。HIWIN的滾珠螺桿須采以油或油脂其中項(xiàng)的潤(rùn)滑,般建議以軸承 潤(rùn)滑油為滾珠螺桿油潤(rùn)滑,油脂則建議以鋰皂基的油脂。油品黏度選用是依操作速度、工作溫度及負(fù)荷情形來(lái)做 選擇。圖4.31說(shuō)明油品黏度、工作溫度與溫升的關(guān)系。
當(dāng)工作情況為速低負(fù)載時(shí)好選用低黏度油品;低速負(fù)載時(shí)則建議使用黏度油品。 般來(lái)講,速時(shí)建議使用潤(rùn)滑油為40℃時(shí)黏度指數(shù)范圍為32~68 cSt (ISO VG 32~68)(DIN 51519);而低速時(shí),建議使用的潤(rùn)滑油為40℃時(shí)黏度指數(shù)范圍為90 cSt (ISO VG 90)以上。應(yīng)用于速且重負(fù)載,必須以強(qiáng)制冷卻來(lái) 降低溫度,且可藉由中空螺桿通入冷卻油來(lái)達(dá)到冷卻效果。
圖4.32是滾珠螺桿經(jīng)過(guò)冷卻與未經(jīng)冷卻的溫升比較。 圖4.33說(shuō)明中空滾珠螺桿于工具機(jī)上的典型的應(yīng)用。滾珠螺桿潤(rùn)滑油的檢查與添加時(shí)機(jī)列于表4.12。
(3) 預(yù)拉的影響
滾珠螺桿溫升時(shí),熱應(yīng)力效應(yīng)會(huì)使螺桿伸長(zhǎng),使螺桿的長(zhǎng)度變得不穩(wěn)定。其伸長(zhǎng)量可藉由M40公式求出,此伸 長(zhǎng)量可藉由預(yù)拉來(lái)做補(bǔ)償;而預(yù)拉補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)值就是圖面所標(biāo)示的負(fù)T值。過(guò)大的預(yù)拉會(huì)燒壞支撐軸承,因此HIWIN 建議采用小于5℃的預(yù)拉值,但若螺桿直徑過(guò)50mm時(shí)也不適合做預(yù)拉;螺桿直徑大就需要大的預(yù)拉力,因此導(dǎo)致 支撐軸承過(guò)熱而燒壞。HIWIN建議約以3℃的溫升做為補(bǔ)償值T的基準(zhǔn) (螺桿每1000mm約 -0.02~-0.03mm)。不同的 應(yīng)用需要不同的T值,有關(guān)T值的問(wèn)題請(qǐng)與HIWIN工程人員聯(lián)系。
中空冷卻螺桿于精度工具機(jī)的應(yīng)用
13制造能量
制造能量
滾珠螺桿極限的加工長(zhǎng)度是由螺桿的外徑與精度等級(jí)而定(表4.10);越精度的滾珠螺桿真直度的要求越,因 此細(xì)長(zhǎng)比越大加工困難度就越且剛性也較差。
HIWIN建議的極限長(zhǎng)度,如表4.10所示。如有更長(zhǎng)的螺桿需求,請(qǐng)與HIWIN工程師聯(lián)系。
表螺桿外徑、精度等級(jí)與制造長(zhǎng)度對(duì)照表
14售后服務(wù)
1:提供產(chǎn)品選型、安裝等問(wèn)題咨詢及相關(guān)問(wèn)題解答,積極與參與客戶互動(dòng),充分了解客戶的真正需求。
2:我司承諾網(wǎng)上所售產(chǎn)品全部為原裝正品,假陪十,信守合約;感謝新老客戶的支持與監(jiān)督。
3:非標(biāo)及精密訂制產(chǎn)品,按圖紙規(guī)格、尺寸、精度生產(chǎn),附廠家出廠報(bào)告及合格證。
4:發(fā)票問(wèn)題:本公司客戶發(fā)票單獨(dú)快遞寄出,還望 理解。
5:簽收貨物:簽收時(shí)當(dāng)著快遞的面確認(rèn)貨物是否有損壞情況及數(shù)量完整情況,或拍清晰照留存。
16產(chǎn)品相冊(cè)
18留言咨詢(5分鐘應(yīng)答)
您留言咨詢的信息,系統(tǒng)會(huì)以短信、郵件、微信三種方式同時(shí)通知客戶。
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