Как отрегулировать предварительную нагрузку шарико-винтовой передачи

Регулировка предварительной нагрузки шариковые винты является ключевым шагом для обеспечения их высокой точности, высокой жесткости и длительного срока службы. Роль предварительной нагрузки заключается в устранении зазора между шариком и дорожкой качения, уменьшении обратного зазора (люфта) и улучшении осевой жесткости и виброустойчивости системы. Однако чрезмерная предварительная нагрузка может привести к нагреву, повышенному износу и даже заклиниванию, поэтому регулировка должна строго соответствовать техническим характеристикам. Ниже приведены подробные методы и меры предосторожности для регулировки предварительной нагрузки:

1. Цель регулировки предварительного натяга

Устранить осевой зазор: Убедитесь, что винт не имеет холостого хода при движении вперед и назад.

Улучшить жесткость: Повысить способность системы противостоять деформации из-за изменения нагрузки.

Продлить жизнь: Разумный предварительный натяг может равномерно нагружать шар и избегать локального износа.

Уменьшение вибрации и шума: Уменьшение ударов и постороннего шума, вызванного зазором.

2. Основные методы регулировки предварительного натяга

а. Метод предварительной нагрузки с двойной гайкой (наиболее распространенный)

Принцип: Приложите противоположные осевые усилия через две гайки, чтобы вдавить шарик в дорожку качения.

Шаги:

Установите двойные гайки: Установите две шариковые гайки в обратном порядке на один и тот же винтовой вал.

Применить предварительную нагрузку: Поверните две гайки, чтобы сблизить их, сожмите упругий элемент посередине (например, дисковую пружину) или напрямую зафиксируйте их с помощью резьбы.

Метод регулировки:

Метод управления крутящим моментом: Затяните гайку до указанного момента затяжки динамометрическим ключом (см. данные производителя).

Метод контроля смещения: Измерьте расстояние между двумя гайками и отрегулируйте до заданной величины сжатия (обычно 1%~3% от шага).

Зафиксируйте гайку: Для фиксации отрегулированного положения используйте стопорную шайбу или клей для ниток.

б) Метод регулировки прокладок

Применимые сценарии: конструкция с одной гайкой или случаи, когда необходимо точно отрегулировать предварительную нагрузку.

Шаги:

Добавьте прокладку между торцом гайки и посадочным местом.

Измените осевое относительное положение гайки и винта, увеличив или уменьшив толщину прокладки, и сжмите шарик и дорожку качения.

Предварительную нагрузку необходимо проверять неоднократно, пока не будет достигнуто целевое значение.

в) Метод регулировки проставки

Принцип: добавьте проставку (втулку) определенной длины между двойными гайками и контролируйте предварительную нагрузку, изменяя длину проставки.

Преимущества: Высокая точность предварительного натяга, подходит для оборудования с высокими требованиями к жесткости (например, станки с ЧПУ).

Шаги:

Измерьте первоначальное расстояние между двумя гайками.

Рассчитайте необходимую длину проставки на основе величины предварительной нагрузки (обычно необходимая величина сжатия = длина проставки - исходный зазор).

Установите распорную втулку и зафиксируйте гайку.

г. Метод переменного шага (шариковый винт с предварительным натягом)

Принцип: Производитель изменяет направление движения шариков, чтобы создать предварительную нагрузку шариков в гайке.

Особенности: Пользователям не нужно ничего настраивать, и они могут получить стандартную предварительную нагрузку путем непосредственной установки (необходимо выбирать в соответствии с нагрузкой).

3. Основные параметры регулировки предварительного натяга

Уровень предварительной нагрузки: обычно делится на легкую предварительную нагрузку (C0/C1), среднюю предварительную нагрузку (C2/C3), сильную предварительную нагрузку (C5), которую необходимо выбирать в соответствии с требованиями к нагрузке и точности.

Расчет величины предварительной нагрузки:

Величина предварительной нагрузки ≈ 0,05~0,1 упругой деформации, соответствующей номинальной динамической нагрузке.

Эмпирическая формула: предварительная нагрузка = (5%~10%) × свинец (см. руководство производителя).

Индикаторы обнаружения предварительной нагрузки:

Осевая жесткость: смещение после приложения внешней силы должно быть меньше допустимого значения (например, 1 мкм/Н).

Обратный зазор: измеряется микрометром, целевое значение обычно составляет ≤5 мкм.

IV. Обнаружение и проверка после корректировки

Испытание крутящего момента:

Вручную вращайте винт, чтобы почувствовать равномерность сопротивления и избежать локального заклинивания.

Используйте измеритель крутящего момента для измерения крутящего момента и сравните его с рекомендуемым производителем диапазоном (если значение превышает предел, требуется повторная регулировка).

Обнаружение обратного зазора:

Закрепите контакт микрометра на гайке, перемещайте винт в прямом и обратном направлениях и запишите разницу смещения.

Контроль температуры:

Дайте поработать без нагрузки в течение 30 минут, чтобы проверить, является ли повышение температуры нормальным (обычно ≤40℃).

V. Меры предосторожности

Избегайте чрезмерной предварительной нагрузки: Чрезмерная предварительная нагрузка приведет к резкому увеличению тепла трения, ускоренному износу и даже спеканию.

Управление смазкой: После регулировки предварительной нагрузки необходимо добавить соответствующее количество смазки. Рекомендуется использовать высокоскоростные и высоконагрузочные смазки.

Адаптивность к окружающей среде: величину предварительной нагрузки необходимо перепроверять в условиях высоких или низких температур (в зависимости от коэффициента теплового расширения материала).

Регулярное техническое обслуживание: проверяйте состояние предварительной нагрузки каждые 300–500 часов работы и при необходимости регулируйте ее.

VI. Распространенные проблемы и решения

Проблема 1: Большое сопротивление движению после регулировки предварительной нагрузки

Причина: Чрезмерная предварительная нагрузка или недостаточная смазка.

Решение: Уменьшите толщину прокладки или длину распорной втулки и увеличьте количество смазки.

Проблема 2: Зазор заднего хода все еще превышает стандартный

Причина: Изношена гайка или погнут вал винта.

Решение: Замените гайку, выпрямите винт или замените его новым.

Проблема 3: Ненормальный шум и вибрация

Причина: Неравномерная предварительная нагрузка или поломка шариков.

Решение: Отрегулируйте предварительную нагрузку и проверьте систему циркуляции шариков.

Если вы хотите узнать больше о предварительном натяге шарико-винтовой передачи, воспользуйтесь приведенным выше пониманием. Свяжитесь с нами, мы работаем круглосуточно, чтобы помочь вам.