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      滾珠螺桿原理介紹

    2. 發布日期:2017-02-04
    3. 摘要:滾珠螺桿因具有高機械效率及高符合的性能,已被廣泛運用在全電伺服式注塑機上。

        滾珠螺桿因具有高機械效率及高符合的性能,已被廣泛運用在全電伺服式注塑機上。滾珠螺桿是以滾珠作為螺桿與螺母之間的動力傳輸接口 ,進行滾動的運動副。滾珠螺桿系以機床驅動裝置之用途為主體發展起來的 ,其開發的目的在于實現位置精度及其順暢性。滾珠螺桿已成功地應用在精密機械、自動化、各種動力傳輸、半導體、醫療和航天等產業上。

      注塑機用滾珠螺桿的簡單介紹1

       

      因為機床與注塑機的用途與精度需求各不相同 ,兩者在滾珠螺桿的設計理念上亦不相同。表1為機床與注塑機用滾珠螺桿的比較。
      表2 為全電式射出機構的各種驅動方法比較 ,顯示滾珠螺桿不論在效率、推力、耐久、響應及成本評估方面 ,均有不錯的表現。與在機床上使用時螺桿所承受的負荷相比較 ,全電伺服式注塑成形機射出機構所承受的負荷則有數百倍甚至千倍于一般螺桿的負荷值。上銀科技的高負荷滾珠螺桿即應運而生(如圖所示) 。由于射出機構的行程較短且在潤滑位置上有諸多不利的條件 ,為能長期保持注塑成形機的工作性能 ,使滾珠面壓均勻化、合理安排潤滑位置、提高負荷能力和壽命就成為高負荷滾珠螺桿的設計重點。
       

      注塑機用滾珠螺桿的簡單介紹2

      注塑機用滾珠螺桿的簡單介紹3

        目前全電式注塑成形機的滾珠螺桿 ,主要有鎖模單元(Clampingunit)的夾模與頂出用滾珠螺桿、射出單元( Injectionunit) 用滾珠螺桿、噴嘴接觸單元 (Nozzletouchunit)用滾珠螺桿等。其中射出用滾珠螺桿能將精密控制射出、保壓、背壓的伺服電動機的回轉運動有效地轉換成直線運動 ,是掌控射出螺桿前進、后退動作的重要機械部件。其常用軸徑尺寸為 63100mm,精度等級為JISC5C7 級 ,螺桿軸的安裝方式一般為固定—自由式。

        注塑機的研發設計主要涉及其大小、成本及耐用年限等問題。因此 ,滾珠螺桿的選用已成為決定其壽命的重要因素。滾珠螺桿壽命的計算以額定動負荷為基準。額定動負荷系指一批相同規格的滾珠螺桿 ,經過運轉一百萬次后 ,90%滾珠螺桿的螺紋滾道或滾珠表面不產生疲勞損壞時的軸向負荷。一般滾珠螺桿制造廠商均將額定動負荷標示在產品樣本上。通常滾珠螺桿滾道面上產生微細剝落時便判定已達壽命期限。

       

      但注塑成形機射出裝置的位置精度不像機床那樣要求嚴格 ,只要能傳動使用便可。依照經驗判斷 ,滾珠螺桿不能正常運轉時才算是壽命已達終止。圖3所示為注塑成形機用滾珠螺桿達壽命期限時 ,螺桿與螺母的疲勞損壞情形 ,疲勞損壞均為鋼珠撞擊磨損而產生的。螺桿軸的損傷特別嚴重 ,螺母則較輕。由于注塑成形機射出機構的行程較短 ,若滾珠螺桿行程短 ,則其摩擦扭力就增大 ,對使用壽命造成影響。因此 ,在設計射出成形機的驅動機構時 ,必須考慮滾珠螺桿的受力方向 ,使滾珠螺桿內每個滾珠受力均勻。如圖4所示滾珠螺桿不同受力方向對滾珠面壓均勻化的影響 ,圖4a 的受力方向與滾珠面壓分布較圖4b好。
       
      另外 ,潤滑油脂的選用也很重要。潤滑目的是減小滾珠與螺旋滾道面之間的摩擦阻力 ,減輕磨損。建議選用具有以下優點的高負荷滾珠螺桿:耐負荷性與耐磨性優異、氧化穩定性優異(長期使用不會劣化) 、抗腐蝕及防銹、絕佳的蠕動性、高粘度指數。

      標簽: 螺桿制造(21)

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