滚珠和梯形螺杆技术考虑
acme或滚珠丝杠螺母的预加载是消除螺母组件内齿隙的过程。在需要良好双向定位和重复性的应用中,消除螺母的齿隙变得非常重要。此外,消除螺母间隙有助于稳定闭环系统中运行的运动控制器。一些驱动系统使用两个螺母,由弹簧(或垫片)隔开,弹簧(或垫片)在两个螺母之间提供作用力。此过程用于acme螺钉、滚压滚珠丝杠和精密滚珠丝杠组件。地面滚珠丝杠选件通常通过在一个与螺纹匹配的螺母中使用“超大”循环滚珠轴承来消除齿隙。
螺杆驱动定位台的分辨率直接关系到螺杆的引线。一个螺杆的引线(也称为螺距)是螺杆转一圈所经过的螺帽(或马车)的距离。因此,带0.200英寸引线的螺杆将在螺杆旋转五(5)圈时移动1.000英寸。而一个带0.500英寸引线的螺丝在两(2)螺杆转数内就会移动1.000英寸。使用带0.200英寸引线的螺丝比带0.500英寸引线的螺丝提供更好的机械分辨率。然而,0.500英寸丝杠将需要更多的电机扭矩来移动给定的负载。
对于大多数梯形螺杆驱动定位台的应用,螺杆(而不是线性轴承)是决定定位台寿命的主要因素。这是由于螺母总成的高摩擦。相比之下,对于大多数滚珠丝杠驱动定位台应用线性轴承系统(而不是螺杆)是决定定位台寿命的主要因素。这是由于螺母的高效率和高承载能力。
由于acme螺钉和涡轮螺帽螺钉驱动定位台具有接触固体表面的固体表面,因此必须提供足够的润滑。如果润滑不足,这些螺母的高摩擦力将导致组件过度磨损,从而大大缩短定位台的使用寿命。强烈建议定期直接润滑整个acme螺钉。
对于滚珠丝杠驱动定位台,在滚珠螺母总成内的许多内置口袋将允许大多数润滑剂的粘性特性被储存和循环球使用的时间延长。因此,当定位工作台来回移动时,当滚珠螺母总成拾取覆盖整个螺杆长度的润滑脂或油时,润滑作用就作用在滚珠丝杠上。因此,也建议定期对整个螺杆进行润滑。
下面的图表比较了滚珠和梯形螺杆传动系统的主要区别。
考虑 | 顶点螺钉 | 滚珠丝杠 | 评论 | ||
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翻滚 | 精确 | 地面 | |||
可听噪音 | 至少可听噪音 | 大部分可听噪音 | 比滚压螺丝噪音小 | 噪音比精密螺丝小 | 顶峰:没有滚动元件提供安静操作。 球:螺母总成内的再循环球在运动时发出可听到的噪音;由于更精确的加工程序-精度和地面球螺钉比滚动球螺钉更低。 |
返回驱动负载 | 可防止反驱 | 能轻易背载吗 | 能轻易背载吗 | 能轻易背载吗 | 顶峰:适用于轻负荷和垂直应用。 球:螺母组件中的循环球产生低摩擦系统;垂直应用可能需要制动器,以在电机未通电时保持负载。 |
强烈反对 非预紧螺母 |
会随着磨损而增加 | 常数 | 常数 | 常数 | 顶峰:预加载螺母总成消除了间隙。 球:预加载螺母总成消除了间隙。 |
占空比 | 低至中等(<50%) | 高(100%) | 高(100%) | 高(100%) | 顶峰:由于高滑动摩擦,低负载周期。 球:螺母组件中的循环球导致高占空比-高效低摩擦系统。 |
生活 | 由于摩擦更大,所以更短 | 长 | 长 | 长 | 顶峰:与占空比、负载和转速有关的机械磨损。 球:如果在适当的环境下操作,在负载规格内操作,磨损极小,并定期润滑。 |
相对成本 | 略多于滚球 | 最便宜 | 略多于滚球 | 最贵的 | 顶峰:比滚动滚珠丝杠稍微贵一点。 球:由于更精确的制造程序,精密滚压和研磨滚珠丝杠更昂贵。 |
螺杆效率 | 低(40%顶点,60%水镁石) | 高(90%) | 高(90%) | 高(90%) | 顶峰:由于高滑动摩擦,效率低。 球:螺母总成中的循环球的高效率使用-低摩擦系统。 |
平滑度 | 可以是平滑的 | 最不光滑 | 媒介平滑 | 最顺利 | 顶峰:由于摩擦,可以以很低的速度启动/停止。 球:平滑度在宽速度范围内保持不变;由于更精确的制造程序,精密研磨滚珠丝杠比滚压滚珠丝杠更平滑。 |
速度 | 低的 | 高 | 高 | 高 | 顶峰:高速时,高摩擦会导致过热和磨损。 球:螺母中的循环球由于低摩擦和高效率而提供高速系统。 |