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螺钉可能具有很多优点,但使用它们有两个主要限制:效率低,寿命周期短。由于螺母和螺纹之间的摩擦力很大,大多数单元只能达到效率,具体取决于螺母和导螺杆的材料。虽然这可以减少单元的后驱动,但与相应的滚珠丝杠副相比,它还需要多的电机扭矩来实现相同的力。这意味着使用螺钉的线性执行器将比使用相同电机的滚珠丝杠线性执行器具有低的力,速度和占空比额定值。滚珠丝杠在螺钉和螺母上都使用圆形螺纹,这为滚珠轴承提供了螺旋滚道以沿螺纹滑动。当螺母或螺杆移动时,滚珠轴承滚过每个螺旋滚道,然后向前推动螺钉或螺母,产生线性运动。
通过监测每个电动机转子的负载或位置并且单独调节输入的功率,同时产生电动机的共同运动以沿着滚珠螺杆驱动滑架,可以动态地调节施加在滚珠螺母之间的预加载力。可以控制电动机转子之间以及因此在滚珠螺母之间的角度相位关系,以根据滑架行程位置在系统螺钉螺母间隙间隙的范围内可变地改变螺钉轴向上的螺母之间的展开距离。它们采用长螺纹轴和滚珠轴承,同时减少摩擦。如左图所示,典型的滚珠丝杠具有螺钉和螺母。在螺钉和螺母的外侧形成螺旋形凹口,允许滚珠轴承在它们之间滚动。
鉴于这种复杂性,为什么要使用滚珠螺杆副?主要原因有两个。滚珠丝杠比其他螺旋形式有用,通过滚珠将电机的扭矩从电机转换为直线运动。大多数手动机器都使用螺丝和螺母。螺纹挤出效率,而滚珠丝杠。高的效率等同于轻的伺服系统或步进机,由于摩擦而浪费的能量少,并且在大多数情况下,在可获得润滑的情况下,使用时间长。但是螺钉可以磨削并且使用正确的匹配螺母,可以表现出与好的滚珠丝杠相同的精度。为了达到这样的度量,螺母紧凑,需要移动螺母就需要很大的扭矩,不用说连接负载了。
滚珠丝杠副已成为数控机床设计中的重要选项之一。所谓就是指在高速的基础上, 滚珠丝杠副具有高的精度及精度稳定性, 达到高刚度、高承载、自润滑、低噪声、小温升及长使用等性能。要实现滚珠丝杠副的, 需要在滚珠丝杠副的设计、制造及试验检测技能上不断地。在加工复合加工机床等数控机床设计中采用滚珠丝杠副组合直线导轨副的进给系统比较普遍, 对于滑动螺旋传动来说, 在定期润滑条件下, 丝杠与青铜(或铸铁) 螺母间的滑动摩擦系数μ 在0. 06 ~0. 15, 摩擦阻力大, 传递效率低(一般低于40%)。滚珠丝杠传动相对滑动螺旋传动来说, 能以较小动力推动较大负荷, 而功率消耗只有滑动螺旋传动的1/4 ~1/2, 不只是能大幅减少操作者的劳动强度, 而且对机械小型化、起动后颤动和滞后时间的减少以及节省能源等方面都具有重要意义。滚珠丝杠副传动不只是正传动效率(简称正效率) 高, 而且逆传动效率(简称逆效率)也一般同样达98%
螺纹滚珠丝杠固定地不可旋转地安装在机床中,以平行于滑架横穿的作用线延伸。一对带螺纹的滚珠螺母被侧向地限制并安装生产直线滑台价格成使其自由旋转到滑架的驱动机构中,并且以与其横向间隔开的同轴关系螺纹地和同心地啮合滚珠丝杠。一对数字控制的电驱动马达安装在滑架中并且通过它们淮阴直线滑台价格的转子可单独地可操作地连接到滚珠螺母,用于单独地向螺母施加旋转扭矩。
克服间隙的常用方法是在滚珠丝杠中引入某种类型的预加载。这将增加刚度并减少轴向间隙,通过使用预加载的螺母实现预加载。这可以通过使用分开/串联螺母施加轴向力,或者可以使螺母与正尺寸滚动元件一起操作。在垂直运动应用中,间隙不是一个问题,因为负载向下推动螺母,使其与螺钉保持恒定接触。垂直运动应用的另一个优点是减少负载所需的扭矩小于负载所需的扭矩。这意味着有时会缩小电机的尺寸。但是,通常需要对电动机的螺杆轴进行制动。