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如果你需要驅(qū)動500kN的軸向載荷,1500mm的行程,你是使用滾絲桿還是滾絲桿?

如果你本能地說滾柱絲桿,你可能不熟悉作為一種經(jīng)濟簡單選擇的高容量滾珠絲杠。

 

在尺寸受約束的條件下,滾柱絲桿已被推廣為唯一的技術(shù)選擇來應(yīng)對大載荷。

 

但實際上,技術(shù)的進步已經(jīng)使特殊的滾珠絲桿成為高負(fù)載應(yīng)用的候選方案。重要的是在同等的性能下,一個高負(fù)載滾珠絲杠通常是滾柱絲桿少一半的成本。

 

                                有何不同

滾珠絲杠由一個帶螺紋的金屬軸和一個螺母組成,當(dāng)電機驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時,螺母沿著軸移動。

 

根據(jù)工業(yè)自動化的應(yīng)用,螺母連接到工作臺、機械臂或其他負(fù)載上。螺母內(nèi)循環(huán)的鋼球與螺紋接觸并提供承載。組件之間的摩擦系數(shù)非常低,這通常可以提高系統(tǒng)效率到90%以上。

 

因此,滾珠絲杠的負(fù)載能力是鋼球直徑、鋼球數(shù)量和表面接觸面積的函數(shù)。這些參數(shù)的組合決定了滾珠絲桿的負(fù)載能力,也決定了其使用壽命。

 

一個帶螺紋的金屬軸和一個螺母組成,當(dāng)電機驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時,螺母沿著軸移動。螺母連接到工作臺、機械臂或其他負(fù)載上。根據(jù)使用中的滾珠絲杠軸的直徑和導(dǎo)程,我們提供三種不同循環(huán)系統(tǒng)的滾珠螺母。

 

對于更高的負(fù)載,設(shè)計工程師將滾柱絲桿用于許多應(yīng)用。在滾柱絲桿中,承載部件是一組循環(huán)滾柱而不是鋼球。滾柱的表面接觸面積比鋼球大,增加了承載能力,延長了使用壽命。

 

滾柱絲桿由一組循環(huán)滾柱組成。與鋼球相比,帶螺紋的滾柱有更多的表面接觸面積。從而提高了使用壽命和承載能力。

 

但這些好處都是相對的。相對于簡單可靠的滾珠絲桿,滾柱絲桿需要前期更精密的加工和更復(fù)雜的組裝。這導(dǎo)致了滾柱絲桿的整體成本較高,以及最終安裝時更大的尺寸封裝。

 

THOMSON開發(fā)了一種高負(fù)載滾珠絲杠,采用了一種獨特的螺紋形式,比傳統(tǒng)滾珠絲杠的承載能力提高了4到8倍。這為應(yīng)用工程師在大多數(shù)需要滾柱絲桿的應(yīng)用中提供了選用滾珠絲桿的可能。

 

如下說明了高負(fù)載滾珠絲杠在負(fù)載要求最小為470 kN的應(yīng)用中所具有的優(yōu)勢。

標(biāo)準(zhǔn)配置的滾珠絲杠可以解決這個問題,但是它的直徑是高負(fù)載滾珠絲杠的兩倍,而且價格同比高出63%。滾柱絲桿也有該負(fù)載能力,但相對于高負(fù)載滾珠絲杠,螺母尺寸大50%,價格高出150%。

我們來看一組圖:

高負(fù)載滾珠絲杠和滾柱絲杠傳動在最低要求470 kN負(fù)載應(yīng)用下的比較

 

高負(fù)載滾珠絲杠和滾柱絲杠價格與直徑對比

 

高負(fù)載滾珠絲杠的長度一般可達15米,配置單螺母或雙螺母,標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸的可達160mm,動態(tài)負(fù)載能力可達1440kN。


從高負(fù)載滾珠絲杠中獲益最多的應(yīng)用是大型制造設(shè)備、注塑機、金屬制造設(shè)備,以及用于核電站的工業(yè)安全門和閘門系統(tǒng)。

 

滾珠絲杠驅(qū)動的水平軸和垂直軸用于大型加工機械設(shè)備,能準(zhǔn)確、安全地移動重物。滾珠絲桿確保了長期可靠的壽命與最少的維護。例如機床,水切割,等離子切割機和自動焊接機。

 

大型制造設(shè)備。在工業(yè)制造中使用的機床,水切割,等離子切割機和自動焊接機和其他大型設(shè)備,通常必須準(zhǔn)確和安全地將大負(fù)載通過滾珠絲桿進行水平和垂直軸移動。

例如,假設(shè)一個大型設(shè)備運行的負(fù)載為100kN, 24小時/7天,在標(biāo)準(zhǔn)壽命計算時,根據(jù)疲勞失效分析和統(tǒng)計壽命,應(yīng)用中使用的滾珠絲桿可使用3-4個月。

另一方面,采用高負(fù)載滾珠絲杠將使負(fù)載能力增加一倍,使用壽命延長8倍,在降低維護成本的同時,還能提高設(shè)備的價值??蛻艨梢詰{此對設(shè)備進行優(yōu)化,以達到更高的負(fù)載能力,更長的裝配壽命或兩者的平衡。

注射成型及金屬制造設(shè)備。注射成型,沖壓和金屬制造機器需要滾珠絲杠在短行程和高精度同時進行高負(fù)載。他們必須控制系統(tǒng)精度和管理產(chǎn)品公差。

例如,注射成型應(yīng)用可能需要超過500mm和400kN,設(shè)計者通常會使用更昂貴的滾柱絲桿。但是,可能只有當(dāng)模具被壓縮的最后10mm行程才存在這種高負(fù)載,用戶仍然需要為整個行程的高負(fù)載支付額外費用。使用高負(fù)載滾珠絲杠代替滾柱絲杠提供最后10mm所需的動力,并把額外的負(fù)載余量添加到延長產(chǎn)品壽命。

一種新的高負(fù)載替代產(chǎn)品,特別是高負(fù)載滾珠絲杠,可以節(jié)省成本,延長產(chǎn)品壽命,或兩者都有。任何新的應(yīng)用都需要仔細(xì)分析負(fù)載能力、產(chǎn)品壽命和成本,在這樣做的同時,可能仍有一些應(yīng)用非常適合滾柱絲桿。但是,由于新的滾珠絲杠技術(shù)的進步,增加了它們的承載能力,設(shè)計選型在考慮選用滾柱絲杠的應(yīng)用同時,也應(yīng)考慮使用高負(fù)載滾珠絲杠。

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