使用直线轴承或滚珠丝杠的应用通常需要精确定位,这意味着运动部件必须是刚性的。虽然循环球导轨和螺杆能够承受较大的负载,但由于滚道之间的球的尺寸和配合,它们本身就有间隙或间隙。为了消除这种间隙并增加刚度,必须施加预紧力。
预加载是什么?
预紧力是消除轨道和车厢(或滚珠丝杠和滚珠螺母)之间的内部间隙。通过在直线导轨(或滚珠丝杠)上产生负载,这使得系统更加刚性,当外力施加时,这减少了挠度。
线性导向系统的预紧力
对于直线导轨,预紧力是通过在导轨块上加载直径略大于导轨块与轨道滚道之间距离的球(超大球)来实现的。球的直径相对于滚道之间的距离决定了达到的预紧力的量。一般的预载量线性导轨是2,5,或8%的动态负载能力。例如,动态负载能力为25,000 N和2%预紧力的线性导轨的预紧力为500 N。
一些制造商提供预加载系统作为匹配的设置轨道和车厢。在这种情况下,如果车厢使用在不同的导轨上,规定的预紧力不能得到保证。然而,为了方便维修、规范和库存,制造商通常提供可互换的车厢和轨道,其中预先规定并设置在车厢中,允许车厢在不同的轨道上使用,同时保持相同的预紧力。当指定预先加载的直线导轨时,重要的是要知道制造商提供的是哪一种类型-匹配集或可互换。
滚珠丝杠系统的预紧力
有多种方法可以实现滚珠丝杠系统的预紧,最常见的三种方法是在滚珠螺母中使用超大的滚珠,直径可调的滚珠螺母,或双螺母系统。
第一种方法类似于在直线导轨系统中实现预紧力的方法。过大的球装入滚珠螺母,消除了螺丝和螺母滚道之间的间隙。这是一种成本相对较低的选择,可以通过多种螺母样式实现,使其成为要求低预紧的应用的常见选择。
对于预紧力不需要设置为一个精确的量,或者当预紧力应该是可变的(为了适应不断变化的应用条件或磨损)时,可调节螺母是最好的选择。在这种情况下,螺母有一个槽(想想字母“c”)。调节螺丝允许用户减小螺母的内径,消除滚道之间的间隙,增加预紧力。可调节螺母方法价格低廉,且具有灵活性,但由于预紧力不能设定为一个准确的量,通常用于刚性很重要但不是非常关键的应用场合。
当滚珠丝杠系统需要高预紧量(通常在7%到10%之间)时,最常用的方法是在两个螺母之间使用垫片或弹簧相互拉紧。这种方法也被称为双螺母系统,在刚性是关键和振动或冲击载荷存在的应用中发现,如机床。双螺母系统提供了最刚性,但技术上最具挑战性的安装。它们的长度几乎是单个螺母的两倍,在空间有限的应用中占用了宝贵的旅行长度。
预加载多少?
当提到预加载时,不一定越多越好。预紧力增加了移动直线导轨(或滚珠螺母)所需的力(或扭矩),这可能需要更大的电机和相关部件,增加了成本和复杂性。高预紧力还会导致机架(或滚珠螺母)内部产生额外的热量,增加磨损并降低寿命。最后,预紧力是施加在轴承上的一种载荷,在计算轴承寿命时必须考虑预紧力,这意味着在轴承寿命方程中,其影响被立方功率放大。
了下:线性运动技巧,滚珠螺钉•丝杠螺钉







