滾珠絲杠傳動(dòng)力是滾動(dòng)摩擦,而梯形絲杠則是滑動(dòng)摩擦。在實(shí)際應(yīng)用中由于滾珠絲杠是滾動(dòng)摩擦,摩擦系數(shù)小,所以動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,易于控制,精度高。另外,滾珠絲杠生產(chǎn)過程中,在滾道和珠子之間施加預(yù)緊力,可以消除間隙,所以滾珠絲杠可以達(dá)到無間隙配合。基于這些特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床廣泛采用滾珠絲杠,并配合伺服電機(jī)達(dá)到高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和高定位精度。
而梯形絲杠是依靠絲母與絲杠之間的油膜產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)工作的,從機(jī)械原理上講,滑動(dòng)摩擦的兩物體之間必然會(huì)有間隙,包括漸開線齒輪、齒輪齒條等,所以梯形絲杠用于普通機(jī)床對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)不很高的場(chǎng)合。
滾珠絲杠又有單螺母和雙螺母,單螺母絲杠即便在出廠時(shí)預(yù)緊消除間隙,使用若干年后容易產(chǎn)生間隙,并且很難通過調(diào)整消除間隙。但是雙螺母絲杠的間隙可以通過增減調(diào)整墊的厚度,控制絲杠預(yù)緊力,消除絲杠間隙。
現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控制造商也提供了電氣上輔助補(bǔ)救措施——背隙補(bǔ)償功能(也有稱之為“反向間隙補(bǔ)償”),英文為backlash compensating。fanuc16/18 以及0i 系列可以通過1851 和1852 號(hào)參數(shù)對(duì)各軸的反向間隙進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于滾珠絲杠zui后我們要強(qiáng)調(diào)的是它的“非自鎖性”。如果梯形絲杠的螺旋升角是α°,那么它的軸向分力是μ*f*[sinα°],徑向分力μ*f*[cosα°],只要α角小于45°,則軸向分力小于徑向分力,所以不會(huì)在軸向力的作用下驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),可以產(chǎn)生“自鎖”。而滾珠絲杠由于采用滾珠滾動(dòng)摩擦,所以不能構(gòu)成梯形絲杠那樣穩(wěn)定的靜力三角形,一旦稍有軸向力作用就會(huì)驅(qū)使絲杠旋轉(zhuǎn),這一特性在我們的日常維修中一定注意!
滾珠絲杠和梯形絲杠的應(yīng)用有一定的區(qū)別。機(jī)床設(shè)備制造商的應(yīng)用系統(tǒng)很多時(shí)候需要“天衣無縫”的產(chǎn)品,而梯形絲杠往往是更好的選擇。梯形絲杠很容易結(jié)合具體的應(yīng)用來進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到預(yù)期性能,同時(shí)將成本控制在zui低限度。在某些情況下,需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行壽命測(cè)試,不過對(duì)于機(jī)床設(shè)備制造商來說,在前期進(jìn)行此類的額外工作,有助于降低產(chǎn)品成本。滾珠絲杠可以連續(xù)運(yùn)行,承受高得多的負(fù)載,并達(dá)到更快的速度,為此而增加成本是值得的。對(duì)于zui終用戶來說,滾珠絲杠具有良好的可預(yù)測(cè)性,因而是確??焖偌珊涂煽啃缘倪x擇。比如,工廠自動(dòng)化系統(tǒng)在很大程度上就依賴滾珠絲杠技術(shù)。當(dāng)然,有很多機(jī)床設(shè)備制造商應(yīng)用系統(tǒng)也需要滾珠絲杠,對(duì)于機(jī)床設(shè)備制造商來說,決定技術(shù)的是性能和成本,而不是可預(yù)測(cè)性。
滾珠絲杠和梯形絲杠之間的主要區(qū)別是在移動(dòng)表面之間承載負(fù)載的方式。滾珠絲杠采用循環(huán)滾珠軸承,以便zui大限度減小摩擦和提率,而梯形絲杠則要利用滑動(dòng)表面之間的低摩擦系數(shù)。因此,梯形絲杠一般達(dá)不到滾珠絲杠的效率(90%左右)。簡(jiǎn)單分析摩擦學(xué)機(jī)制(研究磨損和摩擦)可以發(fā)現(xiàn):滑動(dòng)摩擦的可預(yù)測(cè)性必然低于采用循環(huán)滾珠技術(shù)的傳動(dòng)。疲勞壽命方程(比如l10壽命)在其適用范圍內(nèi)非常可靠。綜上,滾珠絲杠和梯形絲杠因?yàn)轭A(yù)測(cè)性能和壽命的能力存在差異,所以其應(yīng)用領(lǐng)域也有根本的區(qū)別。
雖然滾珠絲杠有著種種優(yōu)勢(shì)(負(fù)載、剛度、效率、負(fù)載循環(huán)、可預(yù)測(cè)性),但是其成本較高。雖然與其它平移直線運(yùn)動(dòng)方案相比,它們的性價(jià)比很高,但是滾珠絲杠的設(shè)計(jì)更復(fù)雜,需要經(jīng)過硬化處理的精密軸承表面以及一個(gè)滾珠循環(huán)裝置。而梯形絲杠的尺寸很小,設(shè)計(jì)起來很靈活,在正確使用的情況下噪音很小,耐腐蝕性能好,可以為了滿足垂直應(yīng)用需求而配置自鎖功能。它們?cè)诤芏鄳?yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,當(dāng)然本身也有一些限制。東莞市群輝機(jī)床防護(hù)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的絲杠護(hù)套(又叫絲桿護(hù)套,絲杠防護(hù)罩)設(shè)計(jì)精美、工藝*、耐用,可為各種機(jī)床機(jī)械設(shè)備的絲桿提供良好的防護(hù)作用!