影響滾珠絲杠溫升的原因及處理方式

滾珠絲杠運(yùn)行時(shí)，溫度升高會(huì)影響機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的精度，尤其是高速、高精度的機(jī)械。以下因素影響滾珠絲杠的溫升溫升的因素基本上就是這三個(gè)：滾珠絲杠的預(yù)壓力、潤(rùn)滑及預(yù)張力。

預(yù)壓力的影響：為了避免機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的任何失步，提高螺母的剛度是非常重要的。但是，要提高螺母的剛性，螺母的預(yù)壓力必須達(dá)到一定的水平。對(duì)螺母施加預(yù)壓力會(huì)增加螺紋的摩擦扭矩，增加工作時(shí)的溫升。

重載預(yù)壓為動(dòng)荷載的8%；6%~8%的中間預(yù)壓；4%~6%的輕型預(yù)壓；輕載預(yù)壓小于4%，最大預(yù)壓不超過(guò)動(dòng)載荷的10%，以獲得最佳壽命和較低的溫升效果。

潤(rùn)滑的影響：潤(rùn)滑油的選擇直接影響滾珠絲杠滾珠絲杠的溫升，必須用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑。一般情況下，建議使用軸承潤(rùn)滑油作為滾珠絲杠油，鋰皂基潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑脂。機(jī)油粘度的選擇取決于運(yùn)行速度、工作溫度和負(fù)載。表明油的粘度、工作溫度和溫升之間的關(guān)系與自潤(rùn)滑滾珠樣條的原理相同。

氣溫上升對(duì)滾珠絲杠的影響不僅限于此，當(dāng)工況為高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時(shí)，最好選擇低粘度的油。在低負(fù)荷時(shí)，建議使用高粘度的油。一般來(lái)說(shuō)，建議使用粘度指數(shù)范圍為32~68 CST(ISO VG 32~68)的40高速(DIN 51519)潤(rùn)滑油；低速時(shí)推薦潤(rùn)滑油40，粘度指數(shù)范圍90 cSt(ISO VG 90)以上。應(yīng)用于高速重載時(shí)，必須通過(guò)強(qiáng)制冷卻來(lái)降低溫度，通過(guò)空心滾珠絲杠引入冷卻油可以達(dá)到冷卻效果。

預(yù)張力的影響：當(dāng)滾珠絲杠溫度升高時(shí)，熱應(yīng)力效應(yīng)會(huì)拉長(zhǎng)滾珠絲杠，使?jié)L珠絲杠長(zhǎng)度不穩(wěn)定。伸長(zhǎng)率可以用M40公式計(jì)算，可以通過(guò)預(yù)拉伸來(lái)補(bǔ)償。預(yù)張力補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)值是圖紙上標(biāo)記的負(fù)T值。

過(guò)大的預(yù)張力會(huì)燒壞支撐軸承，建議使用小于5的預(yù)張力值，但如果滾珠絲杠直徑超過(guò)50mm， 則不適合預(yù)張力。滾珠絲杠的大直徑需要大的預(yù)張力，這導(dǎo)致支撐軸承過(guò)熱和燒毀。建議以3左右的溫升作為補(bǔ)償值T的基準(zhǔn)(螺桿每1000mm-0.02~0.03mm)，不同的應(yīng)用需要不同的T值。

根據(jù)絲杠的溫升及溫升長(zhǎng)度變化量 AL來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整滾珠絲杠的預(yù)壓，推薦數(shù)控機(jī)床用滾珠絲杠的預(yù)壓應(yīng)選擇為其動(dòng)負(fù)荷的 5%-7%為宜。要補(bǔ)償由熱變形引起的定位誤差，通過(guò)測(cè)量機(jī)床某些主要部位溫升和影響定位精度的熱變形量的關(guān)系推算出熱變形誤差修正量,進(jìn)行實(shí)施補(bǔ)償。進(jìn)行實(shí)施補(bǔ)償絲杠導(dǎo)致的變化可改變絲杠的轉(zhuǎn)速，適當(dāng)?shù)卦龃鬂L珠絲杠副導(dǎo)程，可達(dá)到增大移動(dòng)速度、降低絲杠轉(zhuǎn)速以及降低溫升的目的。

采用中空的滾珠絲杠，將低溫冷卻液通入中空滾珠絲杠內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制冷卻循環(huán)，降低溫升，另外中空絲杠還有助于減小絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性，增加絲杠的扭曲剛度，增加使用壽命。

采用潤(rùn)滑油作潤(rùn)滑劑，盡量不采用潤(rùn)滑脂要保證充分地供油，達(dá)到更好的潤(rùn)滑目的以提高耐用磨性及傳動(dòng)效率，另外要搞好滾珠絲杠副的密封及防護(hù)裝置。適當(dāng)?shù)貙?duì)滾珠絲杠實(shí)施預(yù)拉量，一般以溫升的 1/3-1/4 為預(yù)拉量。絲杠兩端當(dāng)采用雙重支承考慮到滾珠絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有沖擊振動(dòng)的影響，因此設(shè)計(jì)絲杠時(shí)應(yīng)盡量選用有較高運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)的絲杠。

暖機(jī)達(dá)到操作溫度后再進(jìn)行加工操作；減少滾珠絲杠螺母的失動(dòng)量，因?yàn)闇厣龑?dǎo)致絲杠失動(dòng)量增大，要減少失動(dòng)量就要在絲杠裝配時(shí)預(yù)加載荷，增大絲杠軸徑來(lái)減小絲杠彈性形變。

實(shí)踐表明，以上措施對(duì)解決由溫升引起的滾珠絲杠熱變形是非常有效的，它保證了機(jī)床加工產(chǎn)品的精度，因此在滾珠絲杠的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中具有廣泛的推廣價(jià)值。

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