行星滾柱絲杠vs滾珠絲杠
滾柱絲杠優(yōu)勢
在同樣體積的情況下,滾柱絲杠有更大的接觸面積,將承載力平均分散在更大的表面。從而減小了摩擦力并延長了使用壽命。
滾珠絲杠的珠子在輥道相互運動的方向不同,而滾柱是同步運行在主絲杠上的。于此滾柱絲杠能承受更高的輸入轉速從而實現(xiàn)更大的直線速度。
滾珠絲杠內的珠子在輥道內需要在某一點上做方向切換,滾柱與主絲杠與同步做圓周運動,這就是為什么滾柱絲杠擁有更小振動和噪音。
傳動轉速達5000r/min,高線速度達2000mm/s,荷載運動可達1000萬次以上,與現(xiàn)代國際的滾珠絲杠相比,其軸向承載力高3~5倍以上,使用壽命高10倍以上
什么是行星滾柱絲杠
我們先看一下行星滾柱絲杠的結構
行星滾柱絲杠的結構示意圖
粗略看其結構形式與普通的絲杠沒有太大分別
是一根的螺紋絲杠(如下圖),其長度決定了運動行程
螺紋絲杠
然后是一組帶有螺紋的滾柱,滾柱的數(shù)量取決于絲杠的直徑的絲杠推力的大小,這一組滾柱被均勻的排列固定在一對法蘭的圓周上,每個滾柱都可以自轉,再用圓柱套筒封裝,組成行星滾柱總成,如下圖所示。
行星滾柱螺母總成
這其實是與滾珠絲杠差別大的地方。
并且我們注意到在滾柱的端側不僅有螺紋,還有齒牙。通過下面的截面圖看得更加清楚,滾柱端部齒牙與圓柱套筒內側齒牙咬合,當滾柱自轉時,整個滾柱組和法蘭也會在套筒內側旋轉。這個和行星齒輪減速機的原理非常像。
行星滾柱螺母總成截面
將行星滾柱總成像螺母一樣套裝在螺紋絲杠上,如下圖所示。當絲杠旋轉時,由于滾柱和絲杠螺紋槽的咬合作用,整個滾柱螺母總成就會沿著絲杠直線方向運動。
行星滾柱絲杠
如果電動缸內部采用上述的行星滾柱絲杠,其結構形式和傳動原理是同滾珠絲杠電動缸類似的,如下圖,伺服電機驅動絲杠旋轉,從而使行星滾柱螺母總成帶動電動缸推桿完成直線往復推拉運動。
那么,采用了行星滾柱絲杠的電動缸,在性能上有什么不同呢?
超命
當絲杠旋轉并在推桿上產生推(拉)力時,作用力在滾珠絲杠上的力是施加在各個滾珠球面上的一個點的。
滾珠絲杠作用力示意圖
而這個力在滾柱絲杠上則是施加在螺紋面上的。
滾住絲杠作用力示意圖
在同樣的體積空間內,滾柱絲杠的受力承載面積是滾珠絲杠的15倍以上
受力承載面積比較
因此,相對于同規(guī)格滾珠絲杠,滾柱絲杠可以提供15倍以上的使用壽命
更高的效率
滾珠絲杠中相鄰的珠子在運動中相互撞擊,從而會導致發(fā)熱和磨損。
滾柱絲杠的小滾柱以行星的形式在大滾柱周圍,沒有相互間的碰撞,因此可以提供更高的傳動效率。
?????? 滾珠絲杠的珠子相互間的摩擦和振動導致了能量的損耗
另外,滾珠絲杠循環(huán)槽的尖銳的拐角使得其珠子產生振動和噪音
這些都限制了其速度,僅在1000rpm左右。
而滾柱絲杠則不同,其行星滾柱都經過精密磨削
同時,滾柱絲杠摒棄了滾珠的循環(huán)槽,因此,行星絲杠可的運作。
這些都使?jié)L柱絲杠的可以達到的轉速,可超過6000 rpm。
易于維護
當拆卸滾珠絲杠的滾珠螺母時,珠子容易掉落。
而滾柱絲杠的小滾柱嵌于螺母中,螺母可以非常方便的取下,易于檢測和做重新潤滑(不需要任何工具)
很明顯,兩種不同的絲杠技術難度差異是的。
行星滾柱螺桿有以下的特色:
1.高負載能力:
因使用滾柱取代鋼珠,眾多的接觸面使其負載能迅速釋放,從而有更高的耐沖擊能力,一般而言負載能力是滾珠螺桿的5倍。.
2.高速度和高加速度:
行星螺桿能提供更高的速度和加速度,普遍來說可達滾珠螺桿的3倍。
3.命:
一般而言壽命是滾珠螺桿的10倍。
4.低噪音:
一般而言噪音低于79db,比滾珠螺桿安靜很多。.
產品應用:
1、自動化行業(yè):機械人手臂及關節(jié),動感座椅等
2、軍工行業(yè):模擬,模擬仿真,加載,作動器。測試臺等
3、汽車行業(yè):壓裝機,測試儀器等
4、工業(yè)行業(yè):食品機械,陶瓷機械,焊接機械,升降平臺等
5、醫(yī)療器械。
行星滾柱絲杠機構綜合了行星輪系、滾珠絲杠、滾針軸承的運動特點,通過在絲杠周圍設置若干行星螺紋滾柱,可大幅增加傳動過程中絲杠副的受力接觸面積,使機構可以承受更大的載荷和沖擊,可靠性高,行星滾柱絲杠傳動非常適合用于高速重載工作的應用場合。