选择正确的驱动螺丝型对于获得最佳执行器性能，准确性和可重复性至关重要
克里斯·玛普
项目经理和工程师
狩猎阀门执行器部门
螺杆驱动器是最常见的机电线性执行器类型。螺钉驱动器用作线性力产生系统，将从电机输入的旋转扭矩转换为线性推力和运动。由于机电致动器也用于线性定位，因此它们必须能够确保准确和可重复的线性运动水平，同时仍然能够为应用提供所需的力。螺钉机构通过旋转螺母或更典型的螺钉来产生线性运动以产生运动。
虽然所有螺杆传动系统的基本原理是相同的，但有多种类型和设计，每一种都有自己的特点和好处。确定合适的驱动螺杆取决于预期的应用及其内在要求。系统负载、所需的移动速度、占空比、周围环境和操作温度都会影响驱动螺杆的性能。选择错误的类型可能会导致操作效率低下，或者更糟的是，过早失败。因此，为特定应用程序找到最佳解决方案对于获得最佳结果至关重要。
亨特阀故障
它开始了解各种螺杆传动技术的相对优势和弱点。三种主要的螺旋传动类型——滚珠传动、滚轮传动和梯形传动——各有其优缺点。在这里，我们提供这三种螺旋技术的高级概述，以帮助您为您的系统做出正确的选择。
滚珠丝杆传动系统。
滚珠丝杠传动系统广泛应用于直线运动应用，因为它们结合了高水平的效率，高负载寿命特性和可预测的产品寿命。设计精良的滚珠丝杠是要求高推力水平的高负荷循环应用的理想选择。
机械地说，滚珠丝杠由金属螺钉和螺母组成。螺母中的金属球轴承充当螺母和螺丝螺纹之间的配合界面。根据设计，这些滚珠轴承卷起并通过单个电路或一系列电路卷起，或者在螺母内或外部返回管中的一系列电路。这发生在螺钉或螺母本身旋转时，导致这些部件中的一个移动，提供必要的线性运动。
有两种主要类型的滚珠丝杠传动系统-单滚珠螺母和双螺母风格。第一种类型包括一个单一的滚珠螺母，它通常会有一些固有的后座力水平-螺母和螺杆之间的自由运动水平-由于滚珠轴承之间的间隙，因为它们沿着螺杆移动，并通过螺母循环。第二种类型的滚珠丝杠驱动单元是一个双螺母风格，与螺母是相互预张的。这有助于通过减少球轴承和螺纹之间的间隙来减少齿隙，提供更高的精度和重复性。
比较滚珠丝杠的优缺点。
在滚珠丝杠设计内的后座力水平是重要的。齿隙影响线性驱动单元的重复性，即在相同的操作条件下，线性驱动单元能够重复、精确、连续地达到与之前相同的位置。球螺母通常有5到25千分之一英寸的固有间隙。除了选择双螺母风格的设计，在滚珠丝杠系统中，通过加载大于公称直径的滚珠轴承，可以减轻齿隙。这收紧了球轴承之间的间隙，并显著减轻了螺杆总成的固有间隙。
在大多数情况下，滚珠-螺杆驱动单元的精度，或命中目标线性位置的能力，是制造螺杆的制造过程的质量和在冲程长度内螺纹轮廓的一致性的产物。在评估设备的整体精度时，必须考虑螺母的重复性和螺钉质量的准确性。
何时选择滚珠丝杠传动系
滚珠丝杠是要求高负载循环，高速和高负载的应用的伟大选择。当你寻找扭矩优势时，它们也是很好的选择。滚珠螺母内的滚动元件通常比滚子和梯形螺钉的摩擦小，这使得它们的机械效率高达90%。这种高效率使其非常适合需要更高性能和存在磨损问题的作业。
虽然它们提供了良好的性能，但在某些应用中滚珠丝杠的一个潜在缺点是它们在使用中产生的噪音。这是由于球体在回流管中碰撞并通过螺母循环所产生的声音。
滚动螺旋传动系统。
与滚珠丝杠设计类似，滚柱丝杠由一个丝杠和一个连接螺母组成，其螺纹形状通常为三角形。然而，不是使用滚珠轴承与螺纹形式的接口，滚子螺杆设计使用螺母内的小，旋转的滚子提供螺母和螺杆本身之间的接触。这意味着滚子螺母有多组滚子，与滚珠螺母相比，提供了更多的接触点。这种结构允许滚柱、螺母和螺杆之间的接触线，提供冲击、负载和整体刚度优于滚珠螺杆设计。
由于它们的设计与滚珠丝杠相似，因此它们具有相似的效率也就不足为奇了。由于接触面积增大，其效率略低于滚珠丝杠，平均约为85%。这种效率在很大程度上取决于螺杆直径和螺杆引线。
比较滚珠丝杠的优缺点。
有两种主要类型的辊子螺钉;标准辊螺钉和倒辊螺钉。标准辊螺杆由硬化的螺纹轴和行星或再循环滚子螺母组成，行星螺母更常见。在这种布置中，轴连接到电动机或齿轮系，螺母向上或向下转换螺钉以产生线性运动，非常像球和铅螺钉。虽然制造技术变化，但通常最终螺纹形式被研磨成轴后热处理。这允许螺母与高精度，长寿命组件的螺钉匹配。倒辊螺钉使用螺纹管代替轴，基本上是标准辊螺母的长版本。行星螺母通常固定在轴上，管或轴可以旋转以产生线性运动。如果管子旋转，螺母在管内上下平移;如果固定到螺母的轴是旋转的，则管子延伸或缩回。 While this type of screw can result in a more compact overall assembly, it is more limited in the size and overall lengths that can be manufactured. These tubes are also hardened, but the thread inside the tube is generally not ground afterward, so the final assembly cannot be matched as precisely.
滚子螺丝内部的视图显示螺母内部的小旋转滚子。
精密磨削和加工，结合几何形状，允许更多的接触点在同一信封，给滚子螺丝一个高的动态负载额定值，或DLR。这使得类似尺寸的螺杆组件的产品寿命更长。
当选择滚柱螺杆传动时
机器设计人员经常选择用于复杂应用的滚轮螺钉，需要中等至高精度的精度。它们适合处理更具挑战性的应用，因为它们提供高效率，大承载能力和高占空比能力。它们也是良好的选择，其中需要较少的系统维护或者当您不想担心经常担心更换零件时，因为滚轮螺钉提供延长的产品寿命，给出了螺纹上的较大接触区域。
滚珠丝杠在工作过程中产生的噪音通常比滚珠丝杠小得多。它们的噪音只来自螺母内的行星滚轮。由于这些行星滚子与螺杆表面保持恒定的接触，使用时的噪音水平比滚珠丝杠低，而滚珠丝杠的滚珠轴承具有运动自由。
注意，对制造这些螺钉至关重要的紧凑的加工公差具有增加系统的总成本。对于更简单的系统，非关键功能，或对于更少要求的应用，滚子螺钉的较高功能可能是成本高的。
梯形螺旋传动系统
ACME和梯形螺杆传动系统最适用于低转速和占空比的低精度应用。虽然松散的加工公差可能允许梯形螺钉和梯形螺钉有效互换，但它们的几何形状实际上相差1度。梯形螺纹的夹角为30度，梯形螺纹为29度。当螺丝转动时，螺纹向螺母传递线性力。这些传动系统采用梯形齿形的螺纹形式，通常卷成钢轴。这创造了一个强大的螺纹形式，这传递了一个线性的力量到一个固体螺母从滑动表面上的螺纹形式的侧面。滑动表面是效率低下的原因，旋转螺旋所需的大部分能量都被热量消耗掉了。
梯形/梯形驱动螺钉的优缺点。
ACME螺杆效率取决于螺母材料(通常由塑料、聚合物、黄铜或青铜制成)、螺杆引线以及所使用的润滑类型/数量。它们的效率通常比滚珠或滚柱螺钉低得多，从大约20%到80%不等。较低的效率可以防止负载或外力反向驱动总成，这对某些应用程序是有利的，但对其他应用程序则是不利的。重要的是要注意，振动可以允许任何梯形或梯形螺杆反向驱动。固有的能量损失意味着这些类型的螺钉需要更多的扭矩比其他类型的螺钉提供相同的推力。
何时选择梯形螺杆传动系统
在三种螺丝类型中，ACME螺丝成本最低，而且通常是最容易得到的。它们适用于低速应用或在没有高负载周期要求的系统中。
但是，ACME螺钉不适用于要求高负载周期或高运行速度的应用场合。这就是为什么ACME螺钉一般不应用于更复杂的应用程序，特别是具有可变操作条件的应用程序。与其他两种螺杆类型相比，它们的产品寿命往往是不可预测的，这意味着这些类型的螺杆的维护和更换更加动态。
这个简短的调查告诉我们，没有任何一种螺旋传动系统在任何情况下都比其他的更好。三种主要螺杆类型各有其优缺点，必须加以考虑。找到正确的螺旋传动系统将完全取决于你独特的应用和运动/行动所需的细节。
狩猎阀门执行器部门
提交：线性运动提示
