影响滚珠丝杆温度上升的因素
1、润滑的影响
润滑油的选择直接影响滚珠丝杆的温度上升。一般建议以轴承润滑油为滚珠丝杆油润滑,油脂则建议以锂皂基的油脂。油品黏度先用是依操作速度、工作温度及负荷情形来做选择。
当工作情况为高速低负载时则建议选用低黏度油品;低速高负载时则建议使用黏度高油品。一般来讲,高速时建议使用润滑油为40度时黏度指数范围为32~68 cSt(ISO VG 32~68)(DIN51519);而低速时,建议使用的润滑油为40度时黏度指数范围为90 cSt(ISO VG90)以上。应用于高速且重负载,必须以强制冷却来降低温度,且由中空螺杆通入冷却油来达到冷却效果。
2、预压力的影响
为避免造成机械传动系统的任何失误,提高螺帽刚性是很重要的,然而要提高螺帽刚性,必须使螺帽压力达到一定水准。施加预压力于螺帽会增加螺牙的摩擦扭矩,并使工作时的温度上升提高。
HIWIN建议,中重预压为8%的动负荷;中预压6%~8%;中轻预压为4%~6%;轻预压为4%以下,预压力最重不得超过10%的动负荷,以获得到最佳的寿命及较低的温度上升效应。
3、预拉的影响
滚珠螺杆温度上长升时,热应力效应会使螺杆伸长,使螺杆的长度变得不稳定。其伸长量可由M40公式求出,此伸长量可由预拉来做补偿。过大的预拉会烧坏支撑轴承,因此HIWIN建议采用小于5度的预拉值,但若螺杆直径超过50mm时也不适合做预拉;螺杆直径大就需要大的预拉力,因此导致支撑轴承过热而烧坏。HIWIN建议约以3度的温度上升做为补偿值T的基准(螺杆每1000mm约-0.02~-0.03mm)。不同的应用需要不同的T值。