▲滚珠丝杠
, ^' u# E2 `" ~# I6 u: N
01
2 B% s7 M. I# ^9 n% ^
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。
2 W8 a- o) n+ J1 {: s# A
7 l" x4 L1 H# a1 e# T1 [
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。
) |6 U& I' n3 n* g3 O0 [
5 }( E! L$ a! \: T1 h w* R& F* h
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。
3 y: M1 ?4 Y) Z; e" P, n
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。
5 J6 T$ M8 \, z0 o* R% I
0 g2 ^) B( v$ F" x5 { E
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。
9 @- Q0 F4 {8 H. M
6 } D4 K/ @( `& x7 e0 v5 ^6 a7 l( X, X
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。
$ U$ F5 a3 Z5 z; N: u" M
+ j6 \% J# I5 n* M0 T/ 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。
" I6 g7 A+ p/ Z! D9 l2 l4 C( L
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。
o+ ?; u+ e; p( R
& `$ ~5 j+ \* ^4 B" c/ ~; `# w
02
. u5 L/ E) y( s8 J) n* {
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。
" `( _" h/ o9 k
3 _; l, V0 N% _7 h" w9 }
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。
! _7 ]" z% G5 w4 q" r0 B& ]. \) D
9 s" Z3 |/ ~/ o ^/ X1 n5 b
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。
# W- | m" }0 k8 M& ~ V! P* ?) }
滚珠螺母包含两类滚珠返回方式，外循环式和内循环式。
; W: v7 u# Q, B$ g: ]# T
/ ~& a' c9 d. N7 @7 y2 A# H
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。
# b- ^1 e2 w N* q: L5 G% D9 C: j6 i7 ]
▲外循环式滚珠螺母
9 \2 j: x% V5 j" t
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。
6 z+ E$ R8 R( Z8 H% R
▲内循环式滚珠螺母
+ v0 J! g+ ]' S5 H; B& G
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）。
( s+ Z8 |5 W9 D; p9 F3 a
▲内循环式滚珠螺母
7 |8 b% ~/ ?" t
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 A" j6 f I" P2 K: k! T
▲旋转球螺母组件8 R/ I# W. x9 {6 \' p# I2 f
1 F/ @$ p* Y8 n* h+ C+ f
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。
# d: I1 }1 y( O0 C8 g
, z2 H' j$ M, C
03
$ z" Z3 Z+ ~+ F$ e; \& |0 o
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。
, W3 d" l, U- U% P
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）。
8 O( x, W) ]( v$ {/ Q. e
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
