行星絲杠和滾柱絲桿的比較

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1、swiss行星滾珠絲杠卓越性能 為了實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)者有5 種基本的選擇，第2頁的表格概 括了每一種選擇的優(yōu)越性。行星 滾柱絲杠技術(shù)與EXLAR所有的電 動(dòng)推桿有一個(gè)共同點(diǎn)，這里我們 首先對(duì)產(chǎn)品作一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。 行星滾柱絲杠是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置。與 梯形絲杠、滾珠絲杠的傳動(dòng)方式 有點(diǎn)相近，但不同點(diǎn)則是：行星 絲杠能夠在極其艱苦的工作環(huán)境 下承受重載上千個(gè)小時(shí)，這樣就 使得行星絲杠成為要求連續(xù)工作 制應(yīng)川場(chǎng)合的理想選擇。行星滾柱絲杠原理行星滾柱絲杠的傳動(dòng)力的方式是 與眾不同的，在主螺紋絲杠周 圍，行星布置安裝了 6-8個(gè)螺紋滾 柱絲杠，這樣將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換為絲杠或

2、螺母的直線運(yùn)動(dòng)o行星滾柱絲杠與液壓缸/氣缸的 性能對(duì)比：在那種需要較高承載力，或髙速 度的應(yīng)用場(chǎng)合中，比起液壓缸、 氣缸，行星絲杠電動(dòng)推桿就給客 戶提供了更加理想的一種選擇。行星絲杠配置簡(jiǎn)單單一的控制系 統(tǒng)，便帶來了無與倫比的優(yōu)越性 0并不需要諸如閥門.泵.過濾 器、傳感器等復(fù)雜的配套系統(tǒng)。 EXLAR電動(dòng)推桿體積小，工作壽 命長(zhǎng)，日常無需維護(hù)，不存在液 壓缸的液體滲漏情況，噪音顯著 減小。行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的性能對(duì) 比：負(fù)載與硬度：行星滾柱絲杠為受力多線 接觸，而滾珠絲杠為受力多點(diǎn)接觸。接 觸而的增加，行星滾柱絲杠的承載能力 和剛性將大大提高。在實(shí)際的應(yīng)用中， 對(duì)于相同的負(fù)載，設(shè)計(jì)者選擇

3、EXLAR電 動(dòng)缸將節(jié)約2/3的空間。運(yùn)行壽命：通常線杠的壽命按照行程計(jì) 算，行星滾柱絲杠和滾珠絲杠壽命曲線 參照所附圖表，對(duì)于30mm直徑和5mm導(dǎo)程的絲杠，在1噸的負(fù)載下，行星滾柱絲杠的壽命是滾珠絲杠的15倍多。利川控制系 統(tǒng)對(duì)位置和 作用力大小 的柔性控 制，適用于 眾多的應(yīng)用 場(chǎng)合。超高速度：普通的滾珠絲杠為了避免滾 珠之間相互碰撞，因而輸入速度不超過 2000rpm；而行星滾柱絲杠的行星絲杠 均布固怎在主絲杠的四周，故可以運(yùn)行 在5000rpm或更高的轉(zhuǎn)速下，最高速度 可至 2000mm/s.卓越特點(diǎn)： 高傳動(dòng)效率 將度可為6um/300mm 高軸向承載力超長(zhǎng)工作壽命 可為無齒隙形式

4、高剛度高旋轉(zhuǎn)速度(RV，BRV) 大直徑小導(dǎo)程(RVR) 結(jié)構(gòu)原理分類:RV系列BRV系列RV, BRV系列RVR系列主絲杠周禺滾柱有固立裝置；零部件中的絲杠為磨削加工，將度等級(jí)可至G1-G6：可輸入高轉(zhuǎn)速; 大導(dǎo)程，高直線運(yùn)行速度；低噪音。主絲杠周鬧滾柱有固左裝置；零部件中的絲杠為軋制加工, 大導(dǎo)程，高直線運(yùn)行速度；低噪音。梢度等級(jí)可至G9：可輸入高轉(zhuǎn)速:RVR系列主絲杠周鬧滾柱沒有固左裝置，滾柱在旋轉(zhuǎn)時(shí)有循環(huán)系統(tǒng)；零部件中的絲杠為磨削加工，精度等紡可至G1-G6：適用于體積要求小，小導(dǎo)程，低速，高梢度場(chǎng)合；噪音中。螺母形式單螺母行星滾柱絲杠(ES)單螺母最小的軸向間隙為001-0. 01m

5、m,可為圓柱螺母，單側(cè)法蘭螺母，中間法蘭螺母，非標(biāo)螺母。螺母兩側(cè)可增加防塵器預(yù)緊螺母行星滾柱絲杠(EF)預(yù)緊螺母的尺寸與單螺母相同，適用于零齒隙應(yīng)用，達(dá)到很高定位梢度。將兩個(gè)半螺母中間含墊丿； 并以一定的預(yù)緊力夾緊，達(dá)到抵消齒間隙的作用。預(yù)緊力一般為額怎動(dòng)載的5亂可為圓柱螺母，單側(cè)法蘭螺母，中間法蘭螺母，非標(biāo)螺母。螺母兩側(cè)可增加防塵器雙螺母行星滾柱絲杠(ED)雙螺母的預(yù)緊方式與預(yù)緊螺母行星滾柱絲杠相同，承載能力提高一倍，壽命大幅提高，同時(shí)零齒陽 預(yù)緊力一般為額怎動(dòng)載的5亂可為圓柱螺母，單側(cè)法蘭螺母，中間法蘭螺母，非標(biāo)螺母。螺母兩側(cè)可增加防塵器以上螺母的法蘭尺寸形式很多，詰ROLLVIS參照樣本

6、第5頁導(dǎo)程精度誤差級(jí)別導(dǎo)程誤差G10. 006nnn/300mmG20. 008mm/300mmG30. 012mm/300mmG40.016mm/300mmG50. 023mm/300mmG90. 2mm/1000mm當(dāng)絲杠行程加大時(shí)，導(dǎo)程誤差將隨Z變大, 參考ROLLVIS樣本第10頁。具體有效行程G1G3G5(31561223315-40071325400-50081527500-63091630630-800101835800-10001121401000-12501324461250-16001529541600-200065潤(rùn)滑維護(hù)行星滾柱絲杠根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，可以分為脂潤(rùn)滑(標(biāo)

7、準(zhǔn))，汕潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑使用軸承潤(rùn)滑脂KP (DIN51825, part 3),密度系數(shù)2,也可以應(yīng)用特殊的潤(rùn)滑方式針對(duì)特殊場(chǎng)合。 油潤(rùn)滑可以使用高性能的齒輪汕帶EP添加劑。潤(rùn)滑汕的粘度與幺幺杠的旋轉(zhuǎn)速度，絲杠的直徑，滾柱的數(shù) 量，操作溫度等因素有關(guān)。也可以使用浸汕潤(rùn)滑，汕位至少超過最下而滾柱髙度。型號(hào)標(biāo)注IRV2 1/ 3051R3.|6000001RV系列BRV系列一RVR系列1二單螺母2二預(yù)緊螺母3二雙螺母螺母形式1=標(biāo)準(zhǔn)圓柱螺母6二單側(cè)法蘭螺"心法蘭螺母8二非標(biāo)螺母0二無防塵器 1二兩個(gè)防塵器絲杠直徑mm 導(dǎo)程mmR二幺幺杠右旋L二絲杠左旋 B二絲杠左/右旋導(dǎo)程誤差G1G3G5G

8、96位rollvis客戶識(shí)別號(hào) 對(duì)于行星滾柱絲杠的訂貨，經(jīng)過雙方仔細(xì)的技術(shù)效核后，確認(rèn)參數(shù)正確，同時(shí)附注行星絲杠外形 尺寸圖，作為合同附件，大部分行星滾柱絲杠為非標(biāo)加工。行星滾柱絲杠的計(jì)算公式介紹平均轉(zhuǎn)速及平均載荷%平均速度miiflnl> : nn每時(shí)間段速度min'1qp -qn百分比時(shí)間段%恒怎載荷的平均速度min-lnm = nj x qj/100 + n? x qz/lOO + 恒定速度的平均載荷NFm二(Fj x qj/100 + F23 x q2/100 +Fm平均載荷NFl,Fm 每時(shí)間段載荷N變載荷/變速度的平均載荷N331/3Fm二(F x qj/lOO x

9、n£/nm)+ F? x qg/lOO x 乜/尙 + )恒怎速度下速度時(shí)間線形變化的平均載荷NFm=(Fmin + 2 x Fmax )/3預(yù)緊力計(jì)算預(yù)緊螺母可以抵消軸向間隙和提髙絲杠螺母的剛性，為了優(yōu)化產(chǎn)品的效率和壽命，我們應(yīng)該選擇 合適的預(yù)緊力。由于每時(shí)間段的載荷在不斷的變化，因而所需的預(yù)緊力也在不斷的變化，如果對(duì) 每個(gè)時(shí)間段都需要零齒隙，預(yù)緊力應(yīng)該按照最大的載荷力計(jì)算：如果只是在某個(gè)時(shí)間段需要零齒 隙，則預(yù)緊力按照此時(shí)間段的載荷計(jì)算。Fv 二 Fmax/2. 83 N 或=Fn/2. 83如果不能確定最大載荷力，預(yù)緊螺母和雙螺母行星滾柱絲杠的預(yù)緊力可以按照額定動(dòng)載的概應(yīng)用。主

10、動(dòng)側(cè)半螺母從動(dòng)側(cè)半螺母Fnv(1) = Fv 4-0. 65Fn 辻 Fn V 2. 83 FvFnv (2)二Fv - 0. 35Fn if Fn < 2. 83Fnv(1) = Fnif Fn 鼻 2. 83 FvFnv (2)二0if Fn2. 83Fv預(yù)緊力NFmax垠大載荷力NFnv獨(dú)立負(fù)載和預(yù)緊力的合成負(fù)載Fma計(jì)算預(yù)緊力的平均負(fù)載NFnv<1)主動(dòng)側(cè)半螺母的合成負(fù)載Fnv(2)從動(dòng)側(cè)半螺母的介成負(fù)載壽命計(jì)算Ln修止壽命值LIO預(yù)期壽命值轉(zhuǎn)數(shù)fr可靠性系數(shù)C額定動(dòng)載值NLhn修止壽命值工作小時(shí)衡量h Fm平均負(fù)載(單螺母)NLh預(yù)期壽命值工作小時(shí)衡量h Fma計(jì)算預(yù)緊力

11、的平均負(fù)載NLhN有效利用壽命工作小時(shí)h有效利用系數(shù)預(yù)期壽命值L10和預(yù)期壽命小時(shí)值Lh都是根據(jù)產(chǎn)品的可靠性為90飯時(shí)得到的數(shù)值，假如需要得到更 高的可靠度，則需要對(duì)理論壽命進(jìn)行修止。Ln = LIO x fr轉(zhuǎn)數(shù)可靠性%909596979899Lhn = Lh x fr小時(shí)fr10. 620. 530.440. 330.21單螺母行星滾柱絲杠的預(yù)期壽命Li。二(C / Fm )3 x 106 轉(zhuǎn)Lh = L10 / ( nm x 60)小時(shí)如果根據(jù)預(yù)期的壽命來選擇合適的額宦動(dòng)載，見下公式C 二 Fm X (L10 / 106)1/3有效利用系數(shù)塊二行星滾柱絲杠預(yù)期小時(shí)壽命S /機(jī)器設(shè)備的預(yù)期

12、壽命Lkx預(yù)緊螺母行星滾柱絲杠的預(yù)期壽命我們需要首先計(jì)算每半個(gè)螺母的預(yù)期壽命L10，Lio(2),也就是得分別計(jì)算每半個(gè)螺母每時(shí)間段載 荷和預(yù)緊載荷的合成載荷，再分別計(jì)算半螺母的平均應(yīng)荷。LlO=（C/ Fma）3 x 106 轉(zhuǎn)Lio（2） =（ C / 卩跪）'X 10& 轉(zhuǎn)-10/9-10/9.-9/10L10 一 （ L10（l）+ So）剛度計(jì)算整個(gè)行星滾柱絲杠的剛度包含；螺母剛度Cm®絲杠剛度Csp,支撐軸承剛度q,結(jié)構(gòu)剛度5螺母剛度Cme一般情況螺母剛度大于絲杠剛度的3-5倍。Cme=fm x 緯 x ' N/um絲杠剛度CsCs=164 x d

13、°71 N/um單螺母預(yù)緊螺母雙螺母fm0. 7511.5在速度為0的時(shí)候的允許軸向負(fù)載F®49Fknzul=0. 8 x 101.6 x fkn x d0 /K KN為安全性考慮，實(shí)際的軸向負(fù)載最好選擇為允許軸向載荷的50%-E :fkn=O. 25Fv預(yù)緊力Nfm修正系數(shù)Fn軸向負(fù)載N1絲杠自由長(zhǎng)度mmCme螺母剛度N/umdo幺幺杠直徑mmCs絲杠剛度N/umFknzul允許軸向負(fù)載KN緯剛度系數(shù)PT/umfkn支撐軸承修正系數(shù)臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速也為危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速，是指絲杠在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生共振時(shí)所達(dá)到的最髙轉(zhuǎn)速RV系列:RVR系列:do x n W 140000d

14、6; x n W 32000(d° x n W 70000另咨詢)絲杠的臨界轉(zhuǎn)速nkr=108 x 106 x d0 /I2絲杠的工作轉(zhuǎn)速nkr2ul=0. 8 x nkr x f灶(軸向負(fù)載為零)fkr=0. 32Efkr=l. 0nkrzulfkr=l. 55極限轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)工作轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)fkr=2. 24支撐軸承的修正系數(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩恒速驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩血空載驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mv二(Fv外載荷所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mli = (P X i X F)/(2000 X 3. 14 X nJ Nm 外載荷所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩近2 = (P x i x F x n 2)/(2000 x 3. 14 ) Nm <假如ML2為負(fù)值

15、，必須考慮電機(jī)配置制動(dòng)器)導(dǎo)向滑臺(tái)軸承摩擦所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mr址二 My + ML1< 2 + Mr X i電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率Pm = Mm x nM /9. 55 Nmx i x c)/ (2000 x 3. 14) Nm(Lifting)(lowering)加速驅(qū)動(dòng)電機(jī)總轉(zhuǎn)矩Mwa水平移動(dòng)負(fù)載慣量Jt二 Mt x ( P/(2 X 3. 14) 2 x 10-6 kgm2鋼材料絲杠旋轉(zhuǎn)慣量Jr二4. 8 x ( dl +d2) 4 x 1 x 10-11 kgm2折算電機(jī)軸的總慣量J = JM + Ji + i2 (Jr + JT + J2) kgm2 電機(jī)轉(zhuǎn)速以=v x 6 x 104 /( P x i) min 1 加速驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mb = nM x J /(9. 55 X tB x n) Nm 加速驅(qū)動(dòng)電機(jī)總轉(zhuǎn)矩血玄=Mv + Mu + Mr x i + Mb Nn 總功率p“a = MMa X nM /9. 55 W1減速比：絲杠轉(zhuǎn)速/電機(jī)轉(zhuǎn)速n齒輪的傳動(dòng)效率1絲杠的長(zhǎng)度mmQl提升時(shí)行星絲杠傳動(dòng)效率dl幺幺杠外徑mm0. 710. 89d2幺幺杠內(nèi)徑mmQ2下降時(shí)行星絲杠傳動(dòng)效率P絲杠導(dǎo)程mm0. 61085mT負(fù)載的質(zhì)量kgc預(yù)緊時(shí)的摩擦系數(shù)0. 1-0. 19JI主驅(qū)動(dòng)齒輪慣彊kgm2 do 二（dl + d2） / 2J2從驅(qū)動(dòng)齒輪慣雖：kgm2