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1、机床/附件/工装lachine Tools/ Accessoryei/Fidture滚珠丝杠常见故障分析山东鲁南机床有限公司（滕州277500） 白迪赵志国刘佳总近儿年.越来越多的滚珠丝杠被用于各式各样的机器 屮.以满足禽梢度与寫性能的设备需求.滚珠丝杠成为使 用最广的传动姐件之此篇文章主耍讨论滚珠丝杠的常 见故障分析及预防,为设il和使用者提供一些参考o1. 运动间隙过大（1丝杠预压何题 滚妹丝杠険压的U的是为了消 除轴向背陳并降低因轴向力M成的弹性位移提岛丝杠 的刚性，-般预压方式仔双螺母拉伸（或压缩）预压、 恥嫖母过大钢球预压、m螺母导程偏移预压等形式：无 预压的滚珠丝杠会冇相岂的背隙存
2、在当垂r放迎时 螺母会因nm的眾量而造成转动下滑.因此只适合用于 较小操作阻力的机器对定位椅度不作要求的场合。一般丝杠生产厂家会根据图样或相关技术文件的要 求进行预压.因此.订购滚味丝杠前请详述预压要求及 设备的使用状况沓则会产生间隙过大的可能。（2）扭转变形何題 滚珠丝杠副某组件材质选用不当。 热处理不当：硬化层太薄、硬度分布不均或材质 太软。一般创球、螺母、丝杠的标准碘度分别为62 66HRC、5862HRC、5662HRC。 汝il不合理：丝杠的长径比越小刚性越高.建议 长径比应在60以下如果长径比太大丝杠会产生白重 下垂。滚珠丝杠只育用端支承另外一端自山恳淳的结 构刚性较弱应尽可能避免
3、：（3）轴承选用不肖通常滚珠丝杠須选用角按触球 轴承进行支承.最好使用60°压力角设il的丝杠专用轴 承。当滚珠丝杠承受轴向负栽时一般的深沟滚珠轴承 会产生一定磊的轴向背隙因此深沟球轴承并不适用 J滚珠丝杠固定瑞，除非用于对定位精度整求不爲的自 由瑞处。轴承背对背组合（I）B）的优点是作用点间的览离较 人，刚性较好；缺点则是较易受儿何粕度影响。轴承面 对面纽合（OF）的优点是絞易组装受儿何梢度影响较 小；但作用点间的距离较小,刚性较差。设让时应以实 际加工和使用悄况选择何种轴廉纽合形式。（4）轴承安装不当 当轴承与滚珠丝杠轴启处贴合不实在承受轴向 负技的情况下会产生背隙这种悄形可能足
4、因丝杠轴归 过深、过找或轴承没有安装到位所造成的。 线杠上用于安装轴承定位轴启面与锁曦螺纹牙型 轴心的垂克度超差.或備紧螺母面与轴7R 7R濡面平行度 超差会导致轴承的倾崭。因此丝杠用于安装轴承的 锁紧媒纹牙空与轴承定位轴启面必须同时加匸才能确 保垂貞度.如果以研磨方式加匸更好且锁紧螺母应选 用精密专用型。 轴承朋内腔定位面及压孟安装面对轴承孔轴心垂 也度超差也会引起轴廉倾斜且内腔定位面处堆以加工 和测量。（5）支承座的农面平行度或平面度超基不论结合 纽件表面是研磨或铲花,只要其平行度或平面度超出公 差范国.将会影响工作台运动时的位置定位辎度.通常 可在支禾座与曜体件间増加址片来达到调整的目的
5、。2. 动作不顺畅（1）异协进入钢球轨道滚珠丝杠若未安装刮刷器 或防护不良，装配及加工过程中产生的碎們或灰尘的堆 积进入钢球轨道造成运动不顺畅梧度降低及减少使 用寿命。（2）过行程 限位开关失灵、过冲、误操作或撞年 等因素会造成冋流骨的损伤及卩|陷其至断裂因而造 成钢球工作不顺畅其至无法iE常运转。（3）偵心嫖母座与轴承座不同心会产生径向负 荷，曲者偏心量太大时会造成丝杠弯曲其至倔心。不 足以适成明轨的丝杠弯曲时.异常廉耗仍持续不断发 生.并使丝杠粘度迅速降低。而螺母设定的预压力越周402008 年第 23 Wjmachinist com cn机床/附件/工装4achine Tools/ Ac
6、cessories Fixture对偏心粽哎的耍求越高。3. 温升问题(1) 润滑的彫响 润滑油的选择直褸影响滚珠丝杠 的汨升滾珠丝杠润滑不B会产生较大的隘升可能适 成钢球破裂或损坏.从而造成螺母或丝杠珠惰的损坏。 因此.设il过程中須考虑洞滑油的及时补充.如无法使 用门动海itt系统必须将润滑油(脂的补充周期列入 保养手册。一般建议以轴承润滑油为滚珠线杠油润滑 油脂则建议以钾皂基的油脂:，油品黏度选用依操作速 度、工作温度及负荷惜形来做选择。当工作惜况为高速 低负载时最好选用低黏度油品,低速高负载时WJ建议使 用黏度高油品。一般来讲.高速时建议使用润滑油为 40P时黏度指数范囲为(3268)
7、 X10 "m：/s (ISO VG 3268)$而低速时建议便用的润滑油为401时 黏度折数范囤为90X10-"m：/s (ISO VG 90)以上。应 用于高速且重负载.必須以强制冷却来障低温度.应采 用中空丝杠通入冷却油来达到冷却效果。(2) 预压力的影响一般滚珠线杠祁需要一定的预 压要求达到提高椿度、刚性等目的但施加预压力于 螺母上会堆加滚道的摩擦扭矩和阻力使工作时的温度 升爲.建议预用不能超过8%的线杠动负荷。(3) 预拉的影响滚珠线杠温升时热应力效应会 便丝杠产生细微伸长，因此丝杠的长度变得不稳定.其 伸长量町由下列公式求出:AL=p、TL式中AL丝杠伸长量厂一
8、热膨胀系数AT丝杠的隘升L丝杠总长度U算出的伸长量可通过預拉来做补偿.而预拉补偿 的冃标值是爭先给予负向补偿值一般建议每1000mm 补偿值为0.020.03mm。过大的预拉会烧坏支拧轴承. 因此建议应采用小于51的預拉伸值但若线杠直径 超过，50mm时也不适合做預拉伸。丝杠貢径大.需要 的预拉力也大，因此会导致支拧轴承过热而烧坏建议 以31左右的温升作为补偿值。(4) d”值的妙响d”值是指丝杠节同直径与最高 转速的乘枳如节圆直径侃Omm、最离转速2000” min其d”值为80 000o 值对丝杠的噪声、工作温 度、循环系统及心和皆仔较人的影响般建议dn (|1 不耍高于70 000,可逋
9、过加大导程、降低转速來控制d” 值.趙出正常范围的d”值应与制造厂家联系解决。丄滚珠丝杠肩部断裂(1) 丝杠肩部应避免锐角设il以减少局部应力集中。(2) 丝杠轴颈弯曲轴承承靠面与锁席揺母轴心的 垂靑度超差.或锁监嫖附面平行度超差.皆会导致丝杠 启部的弯曲或断裂因此在饋紧螺母锁紧厉.线杠启部 僞摆量不得超过0.01mm。(3) 径向力或反复应力安装线杠时造成的備心会 产生异常的交变切应力会使滚珠线杠过早损坏：5结语滾珠丝杠是滋响机器机械椅度的最锂按因素只有 保证其在结构合理.安全可靠的条件F其优势才能够 得到最大发挥.定期的维护保养对于长期保持其匸作辅 度利使用寿命至关重要。MW(收稳日期:2
10、0080810)檢属加工做加工)2008年第23期要冃轻密复朵塑料模H的选材及热处理 汽车齿轮磷化处理和确化自动找设讥 PI.C在真空炉改造中的运用 捉高泥浆泉缸奁的耐阱性 关于调质零件的反弯问题 强化工艺的正确认知与应用 浅谈钢材的尺寸效应” 提高模JI寿血的方法 特大环形件成形与制造技术 皮帯轮本体的热粘钗成形经济、高效、实用的双滾轮弯诗机的研制 高效能试棋系统関顶矩形底钺金展开的工艺探讨汽轮机叶轮的模»与扎制联合成形工艺研究Z(；20SiMn低合金钢的熔炼实践 球墨铸铁球化袞JU金相缺陷分析 垒于.NSYS的铸件流动场分析 纯铝液直供铸适厂的实践 铸件裂纹的形成原因及前I上方法 锻件尺寸标注矗则的硏究2008 年毎 23 VIwww machinist com cn