▲滚珠丝杠
" q+ Q3 T! q2 n" z+ e% \8 Y
01
( R! Y0 Q% w" _: @
滚珠丝杠是由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，是将轴承从滑动动作变成滚动动作。
& T. D3 j% a9 D3 [8 V1 O& V
' W3 z0 q) e) l" c
1898年，人们首次尝试在螺帽与螺杆之间加入钢珠，将传统螺杆的滑动接触转换成滚动接触；以滚动摩擦取代滑动摩擦，将螺帽内的钢珠回转运动转为线性运动，将扭矩转换成轴向反复作用力，以此来改善传统螺杆定位不佳及易损害的情况。
. C# B. m, c, w) X* R, w
+ F* Z/ N$ q1 \$ T' u, D; [+ S
滚珠丝杠是由德克萨斯州的Rudolph G. Boehm发明，于1929年被授予美国专利。
) N" T9 o" X% ?! o/ X4 L
当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
- h6 L {4 a, \) A4 S
' R, o$ {+ ]) \* Q4 w* W) l/ F1 q f
滚珠丝杠组件是金属的，通常是钢制的，由内螺纹螺母和螺杆组成，螺母的螺旋槽与螺杆的螺旋槽相匹配。
1 t" k( O5 J4 Z3 e6 z
4 @# B0 y" Z8 f0 N( o
在凹槽内部，包含在螺母里的是许多由铬钢制成的小球。当滚珠在螺母中循环时，滚珠在螺杆下方提供平稳运动，导流板或返回系统保持球并使它们通过螺母循环。
- q' @1 {; y b$ w
; g+ |) q# V% g3 y8 V
与电机一起使用时，滚珠丝杠的效率高达90％。它们相当精确，每英尺几千分之一英寸的精度。许多行业都使用滚珠丝杠进行精确控制，包括航空航天，计算机，电子，汽车和医疗行业。
" K( W: z/ e, b$ d
滚珠丝杠也经常用于制造过程，在机器人、自动化装配线、材料处理设备、输送机、机床、电线控制和精密装配设备中都很常见。
1 x5 m3 {% p- H, m
, u8 w2 h6 Y( z, z% Z
02
[4 p9 D0 A0 u1 E) S
滚珠丝杠组件是由螺杆和螺母组成，每个都带有匹配的螺旋槽，滚珠在这些槽之间滚动，提供螺母和螺杆之间的唯一接触。
6 e( |- S, a* k! t5 C
3 z" J$ E5 | V7 P* \
当螺杆或螺母旋转时，滚珠被偏转器偏转到螺母的球返回系统中，并且它们以连续的路径穿过返回系统到达滚珠螺母的相对端。然后滚珠从返回系统退出到滚珠丝杠和螺母螺纹滚道中，以便在闭合回路中再循环。
4 `$ k3 C5 Q# ?
7 I! J/ T% ?! p
滚珠螺母决定滚珠丝杠组件的负载和寿命。滚珠螺母回路中的螺纹数量与滚珠丝杠上的螺纹数量之比，决定滚珠螺母将比滚珠螺杆更快地达到疲劳失效（磨损）的程度。
: x: M1 ^9 [9 X9 x, |! p7 ?
滚珠螺母包含两类滚珠返回方式，外循环式和内循环式。
0 ^$ L4 }7 y0 t* e3 w
/ v) R# m0 ~3 o7 r: O7 S2 O
外循环式：滚珠通过返回管回到回路的相对端，滚珠返回管突出于滚珠螺母的外径之上。
9 T7 v6 ?7 l4 e1 E* ]7 _) t
▲外循环式滚珠螺母
4 L, Y9 d' d: o4 b) \
内循环式：滚珠通过或沿着螺母壁返回，低于滚珠螺母的外径。
4 j: V+ }% Q5 e# o. J6 s. r
▲内循环式滚珠螺母
; o! G* z7 X0 `& t" H+ A. n
内循环式有一个旋转回路（如上图所示），滚珠被迫通过返回系统爬过螺杆上的螺纹顶部，这被称为交叉偏转器型内部返回系统。在交叉偏转器类型的滚珠螺母中，滚珠仅使轴旋转一圈，并且回路由螺母（C）中的球偏转器（B）封闭，允许滚珠在点处的相邻凹槽之间交叉（ A）和（D）。
& K* c1 Y8 S4 O3 Q, M5 e# K3 |' N
▲内循环式滚珠螺母
) Q+ \0 H/ f9 v# A0 ]' @0 _
当长滚珠丝杠高速旋转时，一旦长细比达到该轴尺寸的自然谐波，它就会开始振动。这称为临界速度，可能对滚珠丝杠的使用寿命非常不利。（安全运行速度不应超过螺杆临界速度的80％）
8 s, _" N1 [# O; b! ^
▲旋转球螺母组件
# N! r3 p, S8 R0 p& A+ L
+ J; f- E. |; ~: H1 C. ]. v% Y
有些应用需要更长的轴长和高速，这都是需要旋转滚珠螺母组件的地方。
( c( c: v5 v& C+ a
7 N3 r: S* Y; h7 L" H- U
03
2 w; d3 p0 c9 r9 x @5 c& d9 a- S
滚珠丝杠原本只有英国、美国、德国、日本等先进工业国家能够量产。自1982年开始，何丰精密公司在台中县潭子设厂生产滚珠丝杠，正式开启台湾自己生产此类高精度零件的时代。
2 f) H, D( ^: L5 p' k3 @ `4 Y6 Q
1989年何丰改制并更名为上银科技（HIWIN）。上银已成为全球第三大滚珠丝杆、线性滑轨等精密机械业者（前两名是日本厂商THK和NSK）。
2 g+ J+ j" _& ^" Z
滚珠丝杆市场占有率第二的是日本NSK公司，成立于1916年，NSK在轴承领域稳居日本首位，同时在全世界也位居前列。NSK滚珠丝杆被广泛应用于半导体制造业，机床，注塑机以及其他普通产业。
发表于 2019-11-4 16:44:38
