杆滑动螺杆 I-1 滑动螺
滑动螺杆 NB 滑动螺杆是一种有效利用径向滚珠轴承和轴的摩擦将旋转运动变为直线运动的独特的驱动装置 由于结构较为简单, 维护方便且安装也比较容易 一般来说正确的定位较为困难, 通过充分活用滑动螺杆的特性, 可利用至各种装置的搬送部 结构与特征 NB 滑动螺杆的结构为在两个铝制滑块的两端配合导程组装 3 个一定角度的轴承 在 2 个滑块之间插入圆形轴, 旋转轴部位, 通过轴和轴承外轮的接触角实现直线运动 此外, 针对负载的大小, 可通过安装了弹簧的六角孔螺栓进行调整 可利用圆形轴实现直线驱动 NB 滑动螺杆使用了圆形轴, 因此可轻松对应长行程 机械效率较高滑动螺杆为利用两端的轴承和驱动轴的滚动的结构, 因此其机械效率显示为 90%, 机械效率较高 不补充润滑油也可使用两端的轴承中已经使用了润滑脂, 所以不会出现驱动轴发生腐蚀等问题, 无需补充润滑油 防止过负载结构在发生异常的过负载时, 会产生打滑空转, 从而避免事故发生 图 I-1 SS 型的结构 推力调整螺栓 径向滚珠轴承 滑块 圆形轴 I-2
动螺杆选择方法 必要推力滑动螺杆通过滑块上部的螺栓将轴承压在轴上, 同时产生推力 所以不论有无负载, 轴承上随时都承受着应力, 因此注意不要对其施加不必要的推力 水平移动工件时的直线运动系统摩擦阻力按照下列算式计算 F1µ g W (1) F1 : 摩擦阻力 (N) µ : 摩擦系数 W : 工件质量 (kg) g : 重力加速度 (9.8m/sec 2 ) 此时的摩擦系数视安全率为 µ=0.01 另外, 启动 停止时的惯性力也需要纳入考虑, 此时惯性力为 F2=W d (2) dt F2 : 惯性力 (N) W : 工件质量 (kg) d/dt : 加速度 (m/sec 2 ) 由此可见, 启动时摩擦阻力和惯性力都存在, 必要推力为最大 F=F1+F2 (3) F : 推力 (N) F1 : 摩擦阻力 (N) F2 : 惯性力 (N) 寿命额定寿命通过驱动轴的转速表示为算式 (4) 且此时的总移动距离和寿命时间分别如算式 (5) 算式 (6) 所示 额定寿命 = ( C F ) 3 总移动距离 S= 6 (5) 寿命时间 h= (6) n : 额定寿命 (rev) C : 基本动额定负荷 (N) F : 推力 (N) S : 移动寿命 (km) : 导程 () h : 寿命时间 (h) n : 每分钟转速 (rev/min) 表 I-1 基本动额定负荷公称型号 SS 6 SS 8 SS SS SS13 SS SS SS SS 6 (4) 基本动额定负荷 (N) 98 294 441 588 588 784 1,080 1,470 2,0 I-3 滑
允许转速一旦轴高速旋转起来, 就会接近固有振动数引起共振, 从而使运转无法进行 此时的转速被称为危险速度, 按照下列算式计算 另外, 在使用过程中为了安全, 一般把计算值的 80% 以内作为最高转速 图 I-3 安装方法固定 - 自由固定 自由 NC= 2 2 2 EI 3 A (7) Nc : 危险速度 (rpm) : () E : 纵向弹性系数 (N/ 2 ) I : 断面二次力矩 ( 4 ) : 密度 (kg/ 3 ) A : 轴断面面积 ( 2 ) : 安装方法的系数 ( 参考图 I-3) 支持 - 支持 =1.875 如果是实心轴, 纵向弹性系数 E=2.06 5 N/ 2 密度 =7.85-6 kg/ 3 时, 式 (7) 变为下式 支持 支持 NC=.2 2 2 D 6 Nc : 危险速度 (rpm) : () : 安装方法的系数 ( 参考图 I-3) D : 轴径 () (8) =3.142 图 I-2 危险速度与 固定 - 支持 () 固定 - 自由支持 - 支持固定 - 支持固定 - 固定 转速 (rpm) 固定 固定 - 固定 固定 =3.927 支持 固定 =4.7 I-4
I-2 最大速度动螺杆表 计算范例 1. 满足以下条件的滑动螺杆的选择支持方法 : 固定 - 支持 : 1,0 外力 : 98N 工作台质量 : kg 行程长度 : 1,0 摩擦系数 : 0.01 最大移动速度 : m/min 每分钟往复次数 : 4 次 必要推力的决定 : F=98+(0.01 9.8)=2.9 N 这样, 尺寸表的最大推力需要达到 SS 以上 允许转速 : 根据条件来看, 参考式 (8), 危险速度 Nc 如下 : Nc=.2 D 2 6 =3.927 2 =00 =83.6D rev 如果最高速度 Vmax 的安全率为 0.8, 则 0.8 Nc Vmax= m/min 00 ( : 导程 ) 以上计算从 SS 到 的结果如下表 公称型号 SS- SS- SS13-13 SS13- SS- 轴径 D 13 导程 13 危险速度 Nc rpm 最高速度 Vmax m/min 836 6.68.0 1,086 11.2 13.0 1,337 17.1 这样, 满足条件的最大速度的滑动螺杆为 SS13- 或 SS- 寿命计算按照 SS13- 的寿命计算进行 额定寿命按照式 (4) 进行计算 : C = 3 6 =186 6 rev F 满足条件的每分钟的平均转速 : 1,0 2 4 n= =6rev 寿命时间为 : h= =4,8(h) n 另外,SS- 分别为 : =4. 6 rev n=0rev h=,0(h) 2. 求以下条件下的最大移动速度 : 支持方法 : 固定 - 支持 : 2,000 使用滑动螺杆 : SS- 根据式 (8), 危险速度如下 : 2 Nc=.2 D 6 2 =752rpm =3.927 =00 D= 因此, 如果安全率设定为 0.8, 则最大移动速度如下 : 0.8 Nc Vmax= m/min(: 导程 00 ) =9.6m/min I-5 滑
安装方法 1. 清理驱动轴的灰尘 2. 用上下的滑块夹紧轴, 将轴和轴承之间调整至没有间隙, 轻轻拧住推力调整螺栓 3. 将滑动螺杆暂时安装至工作台 4. 前后移动工作台, 确认滑动螺杆和导轨部位的平行度后固定 5. 向工作台行进方向施加与必要推力相等的负载, 慢慢紧固推力调整螺栓, 直至不打滑 此时, 请按照均等扭矩紧固左右的螺栓 在紧固时请不要对推力调整螺栓使用过大的扭矩, 扭矩过大是降低使用寿命的原因 使用时的注意事项 为了防止磨损和不顺畅运动等, 驱动轴请使用淬火研磨加工的轴 ( 请参照 NB 光轴 P.F-1) 滑动螺杆利用了轴承和轴的摩擦, 因此, 由于负载的变动 行进方向 轴的状态等的影响导程会发生变化 需要高精度定位时, 请在外部安装线性标度尺等测量用具进行控制 滑动螺杆和导轨部分不平行时, 会造成滑动螺杆的偏负荷, 请充分注意平行度 滑动螺杆在过负载时会发起打滑来保护机器 但是频繁打滑会造成寿命缩短, 请注意 滑动螺杆承载径向方向的负荷时寿命会缩短 请注意, 径向方向的负荷由导轨承担, 不要附加与滑动螺杆 另外, 使用长行程时, 在滑动螺杆的附近安装滑动旋转衬套 ( 请参照 P.E-8) 等的直线 旋转运动设备比较有效 特殊规格 NB 还提供特殊导程 逆导程等特殊规格, 详情请咨询 NB I-6
I-7 滑动螺杆SS 型公称型号构成主要尺寸公称型号 SS 6 SS 8 SS SS SS13 SS SS SS SS 6 8 13 质量 kg H b W b W h±0.05 h1 d h1 d H1 H h±0.05 H1 a 1 a 1 2 W1 W1 1 1 2-M 深度 C 安装用螺栓孔 N 安装用螺栓孔 N 4-M 深度 C SS6-SS 型 SS-SS 型 H 轴径 d 1N0.2kgf 1N m0.2kgf m 轴径滑动螺杆 SS N 导程 追加安装孔 - - W h H1 1 W1 f1 f2 a b M C N h1.5 28.5 36.5.5.5.5.5 76.5 89 28 36 76 90 46 70 80 88 14 18 38 44 28 51 54 54 62 71 82 92 36 56 62 72 72 86 97 1 7 18 24 32 18 70 32 36 24 32 M3 M6 6.5 9.5.5 M6 8 6, 9 8,,,18 13,,24,,45 24.5 73.5 118 147 147 196 265 392 539 0.03 0.14 0. 0.31 0.31 0.41 0.56 1.1 1.4 0.03 0.09 0.17 0.22 0.22 0.39 0.57 1.05 1.65 标准导程 最大推力 N 最大紧固扭矩 N m 安装用螺栓孔 N 仅在需要时加工 H1 尺寸是最大推力时的尺寸 例 )