影響滾珠絲杠溫升的原因及處理方式

 滾珠絲杠運行時，溫度升高會影響機械傳動系統(tǒng)的精度，尤其是高速、高精度的機械。以下因素影響滾珠絲杠的溫升溫升的因素基本上就是這三個：滾珠絲杠的預(yù)壓力、潤滑及預(yù)張力。

 預(yù)壓力的影響：為了避免機械傳動系統(tǒng)的任何失步，提高螺母的剛度是非常重要的。但是，要提高螺母的剛性，螺母的預(yù)壓力必須達(dá)到一定的水平。對螺母施加預(yù)壓力會增加螺紋的摩擦扭矩，增加工作時的溫升。

 重載預(yù)壓為動荷載的8%；6%~8%的中間預(yù)壓；4%~6%的輕型預(yù)壓；輕載預(yù)壓小于4%，最大預(yù)壓不超過動載荷的10%，以獲得最佳壽命和較低的溫升效果。

潤滑的影響：潤滑油的選擇直接影響滾珠絲杠滾珠絲杠的溫升，必須用潤滑油或潤滑脂來潤滑。一般情況下，建議使用軸承潤滑油作為滾珠絲杠油，鋰皂基潤滑脂作為潤滑脂。機油粘度的選擇取決于運行速度、工作溫度和負(fù)載。表明油的粘度、工作溫度和溫升之間的關(guān)系與自潤滑滾珠樣條的原理相同。

 氣溫上升對滾珠絲杠的影響不僅限于此，當(dāng)工況為高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時，最好選擇低粘度的油。在低負(fù)荷時，建議使用高粘度的油。一般來說，建議使用粘度指數(shù)范圍為32~68 CST(ISO VG 32~68)的40高速(DIN 51519)潤滑油；低速時推薦潤滑油40，粘度指數(shù)范圍90 cSt(ISO VG 90)以上。應(yīng)用于高速重載時，必須通過強制冷卻來降低溫度，通過空心滾珠絲杠引入冷卻油可以達(dá)到冷卻效果。

 預(yù)張力的影響：當(dāng)滾珠絲杠溫度升高時，熱應(yīng)力效應(yīng)會拉長滾珠絲杠，使?jié)L珠絲杠長度不穩(wěn)定。伸長率可以用M40公式計算，可以通過預(yù)拉伸來補償。預(yù)張力補償?shù)哪繕?biāo)值是圖紙上標(biāo)記的負(fù)T值。

 過大的預(yù)張力會燒壞支撐軸承，建議使用小于5的預(yù)張力值，但如果滾珠絲杠直徑超過50mm， 則不適合預(yù)張力。滾珠絲杠的大直徑需要大的預(yù)張力，這導(dǎo)致支撐軸承過熱和燒毀。建議以3左右的溫升作為補償值T的基準(zhǔn)(螺桿每1000mm-0.02~0.03mm)，不同的應(yīng)用需要不同的T值。

 根據(jù)絲杠的溫升及溫升長度變化量 AL來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整滾珠絲杠的預(yù)壓，推薦數(shù)控機床用滾珠絲杠的預(yù)壓應(yīng)選擇為其動負(fù)荷的 5%-7%為宜。要補償由熱變形引起的定位誤差，通過測量機床某些主要部位溫升和影響定位精度的熱變形量的關(guān)系推算出熱變形誤差修正量,進(jìn)行實施補償。進(jìn)行實施補償絲杠導(dǎo)致的變化可改變絲杠的轉(zhuǎn)速，適當(dāng)?shù)卦龃鬂L珠絲杠副導(dǎo)程，可達(dá)到增大移動速度、降低絲杠轉(zhuǎn)速以及降低溫升的目的。

采用中空的滾珠絲杠，將低溫冷卻液通入中空滾珠絲杠內(nèi)部進(jìn)行強制冷卻循環(huán)，降低溫升，另外中空絲杠還有助于減小絲杠高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的慣性，增加絲杠的扭曲剛度，增加使用壽命。

 采用潤滑油作潤滑劑，盡量不采用潤滑脂要保證充分地供油，達(dá)到更好的潤滑目的以提高耐用磨性及傳動效率，另外要搞好滾珠絲杠副的密封及防護(hù)裝置。適當(dāng)?shù)貙L珠絲杠實施預(yù)拉量，一般以溫升的 1/3-1/4 為預(yù)拉量。絲杠兩端當(dāng)采用雙重支承考慮到滾珠絲杠在運轉(zhuǎn)過程中有沖擊振動的影響，因此設(shè)計絲杠時應(yīng)盡量選用有較高運轉(zhuǎn)系數(shù)的絲杠。

暖機達(dá)到操作溫度后再進(jìn)行加工操作；減少滾珠絲杠螺母的失動量，因為溫升導(dǎo)致絲杠失動量增大，要減少失動量就要在絲杠裝配時預(yù)加載荷，增大絲杠軸徑來減小絲杠彈性形變。

 實踐表明，以上措施對解決由溫升引起的滾珠絲杠熱變形是非常有效的，它保證了機床加工產(chǎn)品的精度，因此在滾珠絲杠的設(shè)計與應(yīng)用中具有廣泛的推廣價值。