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滾珠絲杠

（Ball screw shaft）

滾珠絲桿

滾珠絲桿是將回轉運動轉化為直線運動，或將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，這是滾珠螺絲的進一步延伸和發展，這項發展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業設備和精密儀器。

一、簡介

1、是將回轉運動轉化為直線運動，或將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。

艾克姆螺桿

2、滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，這是艾克姆螺桿的進一步延伸和發展，這項發展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業設備和精密儀器。

滾珠絲杠是工具機和精密機械上常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。

滾珠絲杠主要參數為：公稱直徑與導程。

二、原理

1、按照國標GB/T17587.3-1998及應用實例，滾珠絲杠（已基本取代梯形絲桿，俗稱絲桿）是用來將旋轉運動轉化為直線運動；或將直線運動轉化為旋轉運動的執行元件，并具有傳動效率高，定位準確等

2、當滾珠絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲桿的轉動角度按照對應規格的導程轉化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現對應的直線運動。

三、用途

滾珠絲杠軸承為適應各種用途，提供了標準化種類繁多的產品。廣泛應用于機床，滾珠的循環方式有循環導管式、循環器式、端蓋式。預壓方式有定位預壓

（雙螺母方式、位預壓方式）、定壓預壓。可根據用途選擇適當類型。絲桿有高精度研磨加工的精密滾珠絲杠（精度分為從CO-C7的6個等級）和經高精度冷軋加工成型的冷軋滾珠絲杠軸承（精度分為從C7-C10的3個等級）。另外，為應付用戶急需交貨的情況，還有已對軸端部進行了加工的成品，可自由對軸端部進行追加工的半成品及冷軋滾珠絲杠軸承。作為此軸承的周邊零部件，在使用所必要的絲杠支撐單元、螺母支座、鎖緊螺母等也已被標準化了，可供用戶選擇使用。

滾珠絲杠軸承以多年來所累積制品技術為基礎，從材料、熱外理、制造、檢查至出貨，都是以嚴謹的品保制度來加以管理，因此具有高信賴性。

四、應用

1、超高DN值滾珠絲杠：高速工具機，高速綜合加工中心機。

2、端蓋式滾珠絲杠：快速搬運系統，一般產業機械，自動化機械。

3、高速化滾珠絲杠：CNC機械、精密工具機、產業機械、電子機械、高速化機械。

4、精密研磨級滾珠絲杠：CNC機械，精密工具機，產業機械，電子機械，輸送機械，航天工業，其它天線使用的致動器、閥門開關裝置等。

5、螺帽旋轉式（R1）系列滾珠絲杠：半導體機械、產業用機器人、木工機、雷射加工機、搬送裝置等。

軋制級滾珠絲杠：低摩擦、運轉順暢的優點，同時供貨迅速且價格低廉

重負荷滾珠絲杠：全電式射出成形機、沖壓機、半導體制造裝置、重負荷制動器、產業機械、鍛壓機械

五、類型

常用的循環方式有兩種：外循環和內循環。滾珠在循環過程中有時與絲杠脫離接

觸的稱為外循環；始終與絲杠保持接觸的稱為內循環。滾珠每一個循環閉路稱為列，每個滾珠循環閉路內所含導程數稱為圈數。內循環滾珠絲杠副的每個螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈；外循環每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等幾種。

1、外循環：外循環是滾珠在循環過程結束后通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進入循環。如圖2-3所示，外循環滾珠絲杠螺母副按滾珠循環時的返回方式主要有端蓋式、插管式和螺旋槽式。 圖2-3 常用外循環方式(a)端蓋式；（b）插管式；（c）螺旋槽式如圖2-3（a）所示是端蓋式，在螺母上加工一縱向孔，作為滾珠的回程通道，螺母兩端的蓋板上開有滾珠的回程口，滾珠由此進入回程管，形成循環。如圖2-3（b）所示為插管式，它用彎管作為返回管道，這種結構工藝性好，但是由于管道突出螺母體外，徑向尺寸較大。如圖2-3（c）所示為螺旋槽式，它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種結構比插管式結構徑向尺寸小，但制造較復雜。外循環滾珠絲杠外循環結構和制造工藝簡單，使用廣泛。其缺點是滾道接縫處很難做得平滑，影響滾珠滾道的平穩性。

滾珠絲杠

2、內循環：如圖2-4所示為內循環滾珠絲杠。內循環均采用反向器實現滾珠循環，反向器有兩種類型。如圖2-4（a）所示為圓柱凸鍵反向器，它的圓柱部分嵌入螺母內，端部開有反向槽2。反向槽靠圓柱外圓面及其上端的圓鍵1定位，以保證對準螺紋滾道方向。如圖2-4（b）所示為扁圓鑲塊反向器，反向器為一般圓頭平鍵鑲塊，鑲塊嵌入螺母的切槽中，其端部開有反向槽3，用鑲塊的外輪廓定位。兩種反向器比較，后者尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸及縮短了軸向尺寸。但這種反向器的外輪廓和螺母上的切槽尺寸精度要求較高。圖為端蓋式循環，僅供參考。

六、種類選擇

滾珠絲杠的螺母，根據鋼球的循環方式可分為：彎管式、循環器式、端蓋式。這三種循環方式的特長。

1、彎管式：（SBN、BNF、BNT、BNFN、BIF 和 BTK型）這些型號，搜索的到。

2、循環式導片式：（HBN型）這些型號是典型的螺母，通過使用彎管讓鋼球經行循環。鋼球從絲桿軸的溝槽中掬取進入彎管后，再回到溝槽中，做無限循環運動。

3、循環器式：（DK、DKN、DIK、JPF 和 DIR型）這些型號是小型的螺母，通過循環器改變鋼球的行進方向，越過絲桿軸外徑回到原位，做無限循環運動。

4、端蓋式：（SBK、SDA、SBKH、WHF、BLK、WGF、BLW、WTF、CNF 和 BLR型）

這些型號是合適高速給進的螺母。鋼球利用端蓋，從絲桿軸的溝槽中被掬取到螺母的通孔里，通過通孔又回到溝槽中，做無限循環運動。

七、特點

1、滑動絲杠副和驅動力相比1/3

由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅動力矩達到1/3以下,即達到同樣運動結果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。

2、高精度的保證

滾珠絲杠副是一般是用世界高水平的機械設備連貫生產出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環境方面,對溫度、濕度進行了嚴格的控制，由于完善的品質管理體制使精度得以充分保證。

3、微進給可能

滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現滑動運動那樣的爬行現象,能保證實現精確的微進給。

4、無側隙、剛性高

滾珠絲杠副可以加與預壓,由于預壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性(滾珠絲杠內通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。

5、高速進給可能

滾珠絲杠由于運動效率高、發熱小、所以可實現高速進給(運動)。

◎精度公差:P5 .P7

八、保護

滾珠絲杠的保護

滾珠絲杠副可用潤滑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑分為潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑油用機油、90～180號透平油或140號主軸油。潤滑脂可采用鋰基油脂。潤滑脂加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內，而潤滑油通過殼體上的油孔注入螺母空間內。

滾珠絲杠副和其它滾動摩擦的傳動元件，只要避免磨料微粒及化學活性物質進入，就可以認為這些元件幾乎是不產生磨損的情況下工作的。但如果在滾道上落入臟物，或使用骯臟的潤滑油，不僅會妨礙滾珠的正常運轉，而且使磨損急劇增加。

通常采用毛氈圈對螺母副進行密封，毛氈圈的厚度為螺距的2～3倍，而且內孔做成螺紋的形狀，使之緊密地包住絲杠，并裝入螺母或套筒兩端的槽孔內。密封圈除了采用柔軟的毛氈之外，還可以采用耐油橡膠或尼龍材料。由于密封圈和絲杠直接接觸，因此防塵效果較好，但也增加了滾珠絲杠螺母副的摩擦阻力矩。為了避免這種摩擦阻力矩，可以采用由較硬塑料制成的非接觸式迷宮密封圈，內孔做成與絲杠螺紋滾道相反的形狀，并留有一定的間隙。

對于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋剛帶、伸縮套筒、錐形套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。除與導軌的防護罩相似外，這幾種防護罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。這樣就可以更加的牢固了。

泰安海數機械制造有限公司

      技術部  供稿

      2013年7月1日