做一个精彩的自己,这才是Rexroth轴承人生
滾珠螺桿的失效分析 来源:深圳宇恒
緒言
近幾年,越來越多的滾珠螺桿被用於各式各樣的機器,來滿足高精度與高性能的設備需求,滾珠螺桿成為使 用最廣的傳動元件之一。在 CNC 的機械中,滾珠螺桿增加其定位精度及延長其使用壽命。在傳統的機械上,滾珠 螺桿也逐漸取代愛克姆螺桿。滾珠螺桿通常會搭配預壓力來消除機器運轉時的背隙,但若滾珠螺桿安裝不當時就 無法展現其高精度與較長的壽命。此篇文章主要討論滾珠螺桿的問題與問題的預防,詳述一些測定程序來幫助使 用者找出發生不正常背隙的原因。
滾珠螺桿發生問題的原因與預防
以下敘述三種滾珠螺桿發生問題的主因及其預防方法。
間隙太大
1. 無預壓或預壓不足
無預壓的滾珠螺桿垂直放置時,螺帽會因本身的重量而造成轉動而下滑;無預壓的螺桿會有相當的背隙存在,因此只能用於較小操作阻力的機器,但主要的顧慮是定位精度較不要求。 於不同的應用上決定正確的預壓量,並於出貨前調好預壓;因此當您訂購滾珠螺桿前請確實詳述設備的操作情況。
2. 扭轉位移太大
(1) 材質選用不當。
(2) 熱處理不當、硬化層太薄、硬度分布不均或材質太軟鋼珠、螺帽、螺桿的標準硬度分別為
HRC 62~66、HRC 58~62、HRC 56~62。
(3) 不當的設計/細長比(Slender ratio) 太大…等螺桿的細長比越小剛性越高,細長比的界限必須在60以下,如果細長比太大螺桿會產生自重下垂。如右圖所示的滾珠螺桿只以單側支撐,此種較弱剛性的設計應儘可能避免。
3. 軸承選用不當
通常滾珠螺桿必須搭配斜角軸承,尤其是以高壓力角設計的軸承為較佳的選擇;當滾珠螺桿承受軸向負載時,
一般的深溝滾珠軸承會產生一定量的軸向背隙,因此深溝滾珠軸承並不適用於此。
4. 軸承安裝不當