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标题: 滚珠丝杠垂直布置的自锁问题，一件往事 [打印本页]
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-5-31 10:01
标题: 滚珠丝杠垂直布置的自锁问题，一件往事
不少年前了，那时候刚毕业，刚参加工作，在一个国企开始学习设计的时候，设计一套伺服机构.
滚珠丝杠副固定在垂直方向上，丝杠上端连接电机，丝杠螺母连接一个重物可上下移动，电机用的伺服电机（当然伺服电机有自锁功能），防止重物因自身重力下降，要设计一套机构进行自锁（当然这个自锁机构纯属于安全考虑）。
当时指导我的设计工作的是一个号称“教授级高工”的工程师，我设计的涡轮蜗杆自锁机构被否定了（刚毕业嘛，设计不被人接受是很正常的，尤其那些混迹多年的高工们，对我们的设计图看都不看，就否了），他说直接选择一个自锁型的滚珠丝杠就可以了，我找了很长时间，也没有找到相关的资料（当时网络没有这么发达，网上的资料也少的可怜），我曾经对这位高工的话表示过怀疑。
我个人觉得滚珠丝杠是不可能自锁的，可惜的是后来这个项目因为某些原因停止了，这个就没有得到验证，年轻的时候对技术也不爱专研，不久就把这事情给忘了，后来我离开了国企。前两天跟一个客户谈技术方案的时候，又提到这个问题，我专门搜索了一下这方面的资料，我得到的结论是：理论上滚珠丝杠副也可以自锁，但是实际应用上没有使用这个自锁的，原因主要是：可靠性很差；加工成本很高(因为直径与导程比非常大)；一般都是再加一套蜗轮蜗杆之类的自锁装置。不知道对不对啊？社区内的兄弟有懂这个问题的帮忙解释一下。
看来真是：没文化很可怕，有文化不专研更可怕。
作者: xy210032 时间: 2011-5-31 10:09
本帖最后由 xy210032 于 2011-5-31 10:25 编辑
呵呵。。兄弟，我做的机器正涉及到滚珠丝杆自锁的问题。我也在考虑方案。。涡轮蜗杆我觉得是个可行的，但是成本就不知道了。。
作者: huangx10010 时间: 2011-5-31 11:45
楼上的，能把涡轮蜗杆自锁装置发上来看看嘛
作者: 冷水黄金 时间: 2011-5-31 11:55
估计高工说的是梯形螺纹，而非滚珠丝杠。
自锁的东东，其自锁方向，一般效率都较低。
作者: xuechaoqun 时间: 2011-5-31 12:01
任何涡轮蜗杆都是有间隙的，使用上也有限制，用在滚珠丝杆上不合适。
一般是用带电磁刹车的伺服电机，当然也可用加配重块或气动/液压来平衡，以防在突然断电时，重物落下。
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-5-31 12:19
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如果说的是梯形丝杠，我虽然不是高工，我也可以查资料啊！梯形丝杠跟螺杆和螺母的原理不是一样吗？这个是常识，还用讨论吗？
作者: harborluo 时间: 2011-5-31 12:36
路过，学习了。。。。
作者: du_best 时间: 2011-5-31 12:43
没听说过 ，伺服电机带滚珠丝杠垂直布置还要自锁！
就像要母鸡下鸭蛋一样！
伺服电机带个刹车就完了呗！不行你在加个平衡锤！
作者: du_best 时间: 2011-5-31 12:45
就这帖子都能加精？？？？？？
真是成了精了！
作者: oathkong 时间: 2011-5-31 12:52
应该是梯形丝杆
作者: 听竹 时间: 2011-5-31 12:59
du_best 发表于 2011-5-31 12:43 
没听说过 ，伺服电机带滚珠丝杠垂直布置还要自锁！
就像要母鸡下鸭蛋一样！
伺服电机带个刹车就完了呗！不 ...
兄弟，楼主说的是除了电机刹车外，要再加多一套断电自锁的机构？
这个确实不容易，蜗轮蜗杆结构有间隙，不合适。
作者: 听竹 时间: 2011-5-31 13:01
机械设计手册上有讲超越离合器，做小结构，没机会用到。不知有没有大侠用过的？效果怎么样？
作者: sbkhgmpyud 时间: 2011-5-31 13:34
我最近做的机器也涉及自锁，听说过有用自锁轴承的，不知道怎么样？涡轮蜗杆小批量加工不太好办，不知道各位大侠是怎么做的？
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-5-31 13:53
本帖最后由 zengxiangdan 于 2011-5-31 13:55 编辑
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讨论的是滚珠丝杠的问题，你扯到梯形螺纹上，是滚动摩擦还是滑动摩擦，这个我还是分得清楚的。
难道你认为梯形丝杠不是螺纹传动的一种吗？梯形螺纹不是螺纹传动的一种吗？
既然这么了解，我的疑问就请教你吧！刚才跟帖的兄弟说：任何涡轮蜗杆都是有间隙的，使用上也有限制，用在滚珠丝杆上不合适，一般是用带电磁刹车的伺服电机，当然也可用加配重块或气动/液压来平衡，以防在突然断电时，重物落下。
带电磁刹车的伺服电机我觉得可靠性低一点，加配重块或气动/液压来平衡这样机构上会很复杂结构很大。
如果是你设计，这部分的安全性非常重要，你觉得有更好的办法解决吗？
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-5-31 13:54
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兄弟！这个部分非常重要，我也说了完全出于安全性的考虑，伺服电机是可以自锁，现在的还有断电保持功能，做设计的应该没有不知道的，关键是谁也不敢保证伺服电机不出问题，谁也不敢与伺服电机搭配的机构不出问题，炼油厂的设备，出事故要死人的，就是出于安全性的考虑，所以才另外设计一套保险机构。
作者: xuechaoqun 时间: 2011-5-31 15:25
这个贴子很无聊，我白回复一次，问问题的人跟本就不懂蜗轮蜗杆怎么用，唉
作者: xuechaoqun 时间: 2011-5-31 15:38
本帖最后由 xuechaoqun 于 2011-5-31 15:38 编辑
du_best 发表于 2011-5-31 12:43 
没听说过 ，伺服电机带滚珠丝杠垂直布置还要自锁！
就像要母鸡下鸭蛋一样！
伺服电机带个刹车就完了呗！不 ...
楼上最后一句说的对，但滚珠丝杠垂直布置还是要加制动的（滚珠丝杆摩擦阻力很小，在移动过程中停电，靠惯性肯定会移动的，无法自锁，移动距离就看丝杆螺距、机头重量、移动速度了），以防突然断电时机头落下而受损。轻型机械用带电磁刹车的伺服电机即可，重型或工具机Z轴一定要加平衡装置（配重或气缸或液压）
作者: xuechaoqun 时间: 2011-5-31 15:50
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楼主真的需要学习，可能没做过机械吧？
1.一般Z轴滚珠丝杆只用一项即可，蜗轮蜗杆要想自锁，对螺旋角有要求的，在导程5度以下才有可能自锁，还要加工精度比较高的情况下（磨制的），而且自锁还是会有点间隙，跟本不配伺服＋滚珠丝杆的系统。只有在要求大传动比时才用蜗轮蜗杆，
2.用超越离合器也不合适的，而且要实现这个功能，结构也会很复杂。
作者: 害怕伏枥 时间: 2011-5-31 16:22
楼主在首楼所说让滚珠丝杆传动的器件，要求的升降速度是多少？如果运动速度不是极慢的话，
在伺服电机和丝杆中间加上蜗轮蜗杆减速机，从这方面考虑，好像也不怎么确当。
这种用丝杆升降的场合，加配重应当是比较合适的方法。
作者: andy1216 时间: 2011-5-31 17:10
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伏枥前辈，您所说的配重是指什么？如何实现？后辈不懂，虚心学习。
作者: 害怕伏枥 时间: 2011-5-31 17:16
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我在论坛有个帖子“机械设计实例--搅拌机”http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=152649&extra=&page=23
也是用丝杆升降重物的，就用的是配重。
你可以去看一看。
作者: 尹怀化 时间: 2011-5-31 18:06
滚珠丝杆不可能自锁。它的摩擦力很小，普通梯形丝杆导程角小于4度30分（大概数字）理论上可以自锁。这个有具体的推到公式可查。用滚珠丝杆垂直安装如果很重又想高速的话就配重或加拉簧平衡。最简单就是用带刹车的电机。
作者: lei_0605 时间: 2011-5-31 18:23
看来，晚辈还得好好学习才是呀，懂的太少了
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-5-31 19:17
本帖最后由 zengxiangdan 于 2011-5-31 19:52 编辑
回复 xuechaoqun 的帖子
兄弟！我感谢你对我的帖子的关注，但是我的帖子你真的读完整了吗？请读完整了。我也说了那是刚毕业的时候做的设计，如果那时候有您这个经验、知识和技术水平，我也不会在这让你笑话了吧！至于加强学习的事情，我承认学无止境。
这个事情也过去很多年了，当时的负载、精度和速度的要求也不太记得了，如果完全出于安全考虑的话，宁愿舍去精度，本身精度要求不高，你又会说精度要求不高又用伺服电机控制这不是浪费吗？我也觉得不搭配，但是你知道国企里的事情吗？很多事情不由你一个刚毕业的学生的意志为转移的，那个地方那个年代你只有给别人打下手的份，说话还轮不到你，领导说用伺服，你说浪费，那你这一辈子也不用翻身了。
至于这个涡轮蜗杆机自锁机构，当时也是自己闭门造车想出来的，它不一定合理，也不一定适合，但是它所体现的是一个机械专业毕业生对本专业的热爱，我毕业10年，到现在我的同班同学竟然已经差不多都转行了，25人的班级，我竟然成了“独苗”，我经常问我的同学，你们为什么转行，难道是为了挣钱吗？他们大多数都说：不是因为钱，是因为太累，太寂寞。这个不是胡说，做机械设计的，没有兴趣，没有对这个专业的热爱，就很难坚持下去，除了工资，收获的也就是寂寞了，尽管我的水平很一般，尽管我的技术水平遭到很多社友的质疑，但是我愿意坚持，就为自己对这个专业的热爱。
这帖子的主要意图，不是说要专门讨论这个机构，是就这个机构问题想讨论一下：从事机械设计这个行业的工程师们、高工们、教授级高工们，经验和职称是否是技术权威和技术水平的代名词。
作者: 愤怒的小鸟 时间: 2011-5-31 20:26
哎，国企。我现在很烦这个词。我到现在连技术员都没评上，哈哈。
作者: 黄程1988 时间: 2011-5-31 20:41
路过， 学习了 。
作者: 大漠绿洲 时间: 2011-5-31 20:59
一般垂直使用的滚珠丝杠电机都要带制动，防止掉电发生逆传动，水平的不需要
作者: 嘉乐君子 时间: 2011-5-31 21:30
滚珠丝杆理论上无自锁功能，但是当选用有预压的丝杆且导程较小（5MM一下）时，可以承受一部分垂直方向负载。T=Qrtga,T为预压力矩，Q为垂直方向负载,r为丝杆直径,a为升角减去摩擦角。可以大概算出垂直方向负载。
当有较大负载时也可用弹簧。当然用有刹车的马达更好，但是要花银子的。
作者: 408465954 时间: 2011-5-31 23:21
我觉得实际运用中普通丝杠有自锁，滚珠丝杠用于摩擦力一般很小是没有自锁的。除非丝杠的直径做的足够大。这样实际运用是没有的！
作者: 长乐 时间: 2011-5-31 23:43
滚动摩擦的阻力太小，做不到，没有听说过，做丝杆的应该比较专业吧，没有在他们那里找到过具有自锁性的丝杆，
自锁的传动效率太低了，要自锁的话，外加一个抱死的机构。
作者: 渡渡鸟 时间: 2011-6-1 08:16
我们以前的应用是：梯形螺杆垂直放置，普通减速电机（带刹车单元的）驱动。
我想无论使用何种电机，刹车是一定要的吧。
作者: 三皮1680 时间: 2011-6-1 08:27
我不是学机械的。
但我公司目前用的正是伺服+梯形丝杠丝母，用在升降机械方面。
丝母配在轴承上，丝杠一头固定在升降物上。
作者: asalason 时间: 2011-6-1 08:38
见识过！
有一种叫自锁螺母/螺杆的，我当初很好奇，去看了之后才知道，他们就是在螺母上加了塑胶套，以达到增加摩擦力。
螺杆自锁理论上是摩擦力作用的结果，实际上能做出此理论精度的人恐怕很少吧？！
就像电梯工作机构的论理来设计楼主的作业，我觉得比较合适。
作者: iefqbt 时间: 2011-6-1 10:39
有90的梯形滚珠丝杆，我们以前用过，单直线方向移螺母块是动不了的，必须转动丝杆才可以移动动的 ！
作者: tghzs 时间: 2011-6-1 10:48
路过，学习了。。。。
作者: honyo2011 时间: 2011-6-1 11:00
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本人支持这样的做法！电机带上电磁离合器也可以，再加平衡块，这样来得方便得多，何必费劲搞什么“自锁的滚珠丝杠”？
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-6-1 13:01
本帖最后由 zengxiangdan 于 2011-6-1 13:02 编辑
回复 honyo2011 的帖子
兄弟！这里有人说要搞自锁丝杠了吗？文不对题！在讨论的是有没有自锁滚珠丝杠？
我建议啊！以后在回帖子之前，请把帖子的内容看明白了，再回帖，个别理解不了的，请询问清楚再回帖。
作者: honyo2011 时间: 2011-6-1 13:04
本帖最后由 honyo2011 于 2011-6-1 13:04 编辑
你是老大，你说了算！！呵呵
作者: 鬼魅道长 时间: 2011-6-1 14:49
能不能自锁，完全是导程和直径的关系决定的。
作者: 滚刀鱼 时间: 2011-6-1 16:38
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你确定？对于滚珠丝杠你敢也确定？
作者: Winter2000 时间: 2011-6-1 18:28
一般如你所說的用馬達減速機產生自鎖效應!
作者: 成形极限 时间: 2011-6-1 18:50
那个高工可能说的是行星滚柱丝杠，它确实可以自锁的。
作者: 大海无边 时间: 2011-6-1 20:07
先不管楼主讨论的问题，楼主的帖子兄弟从1#看到42#，个人感觉楼主不是来讨论问题的，好像是来发泄的
，火气很大啊
作者: 大海无边 时间: 2011-6-1 20:11
本帖最后由 大海无边 于 2011-6-1 20:11 编辑
就楼主的问题，我建议在伺服电机和滚珠丝杆之间加一个断电抱死有电打开机构不就可以了，也不复杂啊
作者: pexray 时间: 2011-6-1 21:01
看看讨论。。长一长见识
作者: 混牛 时间: 2011-6-1 21:01
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大侠能不能仔细介绍下。是怎么实现自锁的。
作者: geffrey2010 时间: 2011-6-2 13:20
本人觉得滚珠丝杆是不能自锁的，但梯形丝杆是可以自锁的，另外加电机带刹车，就是双保险。 火气大是不好的伤己又坏事，吃过好多亏哟，努力调整中！！！
作者: xuechaoqun 时间: 2011-6-3 02:20
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