▲滚珠丝杠
& [2 r% z: u& |: y
01
6 `: n& d1 p* w9 u+ A% z
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。
: Y0 P" s3 W+ o+ r3 I8 r
1 q- E A# X7 N" F
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。
$ q" L1 m" d3 [# j6 I7 q: _; B4 Q7 x
( I2 M A" `+ b3 `$ b
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。
. y8 a; }+ X4 Y c# M4 ^
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。
# U0 n" z& L, K8 O+ [+ R
7 j, H# o. _4 O/ U) P0 N
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。
8 z; ` f7 y* ]4 H" \+ L
! h' F% P! t' j
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。
( ?" p! |- M$ d. S6 K4 i
n6 k* c j1 y# O
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。
' p3 A, y& p9 D# O" ]6 G) u
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。
- R# L% l# ~7 ^& x& D
' X3 b) o% J8 T8 @8 J" }" `& I/ d3 D
02
( J7 {+ x5 l2 f7 T! }9 B
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。
$ C2 ~1 p2 ^& ?1 s
% F. O4 x$ m1 M" A: @
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。
3 M$ i, s( `$ t) w& E/ J6 d3 m
9 ^% s. A; h: n/ Q: k8 Z
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。
6 s0 H) d$ \# t% ^/ w( g
滚珠螺母包含两类滚珠返回方式，外循环式和内循环式。
* x( M% g" v( P9 X' T2 s3 s
" L* g, e* \1 C* c5 w+ u! z
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。
5 H [2 A3 {" c- i" \
▲外循环式滚珠螺母
0 {; {: i( r4 z. s' N4 y9 b2 X
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。
; ~* v; C O) L `
▲内循环式滚珠螺母
1 l" j& R( `4 s+ V/ I" ]3 U
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）。
: ?. t2 r# Q' t& |& P$ K! m6 @) V
▲内循环式滚珠螺母
- Y, T3 c/ f4 s; T% p8 p5 O5 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％）
7 e: O, T5 @" `; K/ t( ~
▲旋转球螺母组件
) o4 q" l( {9 B, h9 h8 |
% n# {- h: s: ?5 k5 d
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。
) a& j- e9 h1 e }" }
% R' {- r3 V: A7 t8 k
03
3 v& J7 {; P( t! q' I) K) M
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。
+ R* `# z, z2 y9 u# m& e* W
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）。
1 ?# M/ n ?9 ]( D4 x
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
