常见问题

滚珠丝杠常见故障分析
近几年，越来越多的滚珠丝杠被用于各式各样的机器中，以满足高精度与高性能的设备需求，滚珠丝杠成为使用最广的传动组件之一。此篇文章主要讨论滚珠丝杠的常见故障分析及预防，为设计和使用者提供一些参考。

1.运动间隙过大
丝杠预压问题　滚珠丝杠预压的目的是为了消除轴向背隙并降低因轴向力造成的弹性位移，提高丝杠的刚性，一般预压方式有双螺母拉伸（或压缩）预压、单螺母过大钢球预压、单螺母导程偏移预压等形式

2.动作不顺畅
当轴承与滚珠丝杠轴肩处贴合不实，在承受轴向负载的情况下会产生背隙，这种情形可能是因丝杠轴肩过深、过浅或轴承没有安装到位所造成的。

3.温升问题
润滑的影响　润滑油的选择直接影响滚珠丝杠的温升，滚珠丝杠润滑不良会产生较大的温升，可能造成钢球破裂或损坏，从而造成螺母或丝杠珠槽的损坏。

4.滚珠丝杠肩部断裂
①丝杠肩部应避免锐角设计，以减少局部应力集中。
②丝杠轴颈弯曲　轴承承靠面与锁紧螺母轴心的垂直度超差，或锁紧螺母面平行度超差，皆会导致丝杠肩部的弯曲或断裂，因此在锁紧螺母锁紧后，丝杠肩部偏摆量不得超过0.01mm。

③径向力或反复应力　安装丝杠时造成的偏心会产生异常的交变切应力会使滚珠丝杠过早损坏。滚珠丝杠是影响机器机械精度的最直接因素，只有保证其在结构合理，安全可靠的条件下，其优势才能够得到最大发挥，定期的维护保养对于长期保持其工作精度和使用寿命至关重要。

滚珠丝杠运动间隙过大
1.丝杠预压问题　
滚珠丝杠预压的目的是为了消除轴向背隙并降低因轴向力造成的弹性位移，提高丝杠的刚性，一般预压方式有双螺母拉伸（或压缩）预压、单螺母过大钢球预压、单螺母导程偏移预压等形式。无预压的滚珠丝杠会有相当的背隙存在，当垂直放置时，螺母会因自身的重量而造成转动下滑，因此只适合用于较小操作阻力的机器，对定位精度不作要求的场合。

一般丝杠生产厂家会根据图样或相关技术文件的要求进行预压，因此，订购滚珠丝杠前请详述预压要求及设备的使用状况，否则会产生间隙过大的可能。
2.扭转变形问题
①滚珠丝杠副某组件材质选用不当。

②热处理不当：硬化层太薄、硬度分布不均或材质太软。一般钢球、螺母、丝杠的标准硬度分别为６２～６６ＨＲＣ、５８～６２ＨＲＣ、５６～６２ＨＲＣ。

③设计不合理：丝杠的长径比越小刚性越高，建议长径比应在６０以下，如果长径比太大丝杠会产生自重下垂。滚珠丝杠只有单端支承，另外一端自由悬浮的结构刚性较弱，应尽可能避免。

3.轴承选用不当　
通常滚珠丝杠须选用角接触球轴承进行支承，最好使用６０°压力角设计的丝杠专用轴承。当滚珠丝杠承受轴向负载时，一般的深沟滚珠轴承会产生一定量的轴向背隙，因此，深沟球轴承并不适用于滚珠丝杠固定端，除非用于对定位精度要求不高的自由端处。轴承背对背组合（ＤＢ）的优点是作用点间的距离较大，刚性较好；缺点则是较易受几何精度影响。轴承面对面组合（ＤＦ）的优点是较易组装，受几何精度影响较小；但作用点间的距离较小，刚性较差。设计时应以实际加工和使用情况选择何种轴承组合形式。

①当轴承与滚珠丝杠轴肩处贴合不实，在承受轴向负载的情况下会产生背隙，这种情形可能是因丝杠轴肩过深、过浅或轴承没有安装到位所造成的。

②丝杠上用于安装轴承定位轴肩面与锁紧螺纹牙型轴心的垂直度超差，或锁紧螺母面与轴承承靠面平行度超差，会导致轴承的倾斜。因此，丝杠用于安装轴承的锁紧螺纹牙型与轴承定位轴肩面必须同时加工，才能确保垂直度，如果以研磨方式加工更好，且锁紧螺母应选用精密专用型。

③轴承座内腔定位面及压盖安装面对轴承孔轴心垂直度超差也会引起轴承倾斜，且内腔定位面处难以加工和测量。

4.支承座的表面平行度或平面度超差　
不论结合组件表面是研磨或铲花，只要其平行度或平面度超出公差范围，将会影响工作台运动时的位置定位精度，通常可在支承座与基体件间增加垫片来达到调整的目的。

滚珠丝杠动作不顺畅
①异物进入钢球轨道　
滚珠丝杠若未安装刮刷器或防护不良，装配及加工过程中产生的碎屑或灰尘的堆积进入钢球轨道，造成运动不顺畅，精度降低及减少使用寿命。

②过行程　
限位开关失灵、过冲、误操作或撞车等因素会造成回流管的损伤及凹陷，甚至断裂，因而造成钢球工作不顺畅，甚至无法正常运转。

③偏心　
螺母座与轴承座不同心会产生径向负荷，两者偏心量太大时会造成丝杠弯曲，甚至偏心。不足以造成明显的丝杠弯曲时，异常磨耗仍持续不断发生，并使丝杠精度迅速降低。而螺母设定的预压力越高对偏心精度的要求越高。

滚珠丝杠温升问题
①润滑的影响
润滑油的选择直接影响滚珠丝杠的温升，滚珠丝杠润滑不良会产生较大的温升，可能造成钢球破裂或损坏，从而造成螺母或丝杠珠槽的损坏。因此，设计过程中须考虑润滑油的及时补充，如无法使用自动润滑系统，必须将润滑油（脂）的补充周期列入保养手册。一般建议以轴承润滑油为滚珠丝杠油润滑，油脂则建议以锂皂基的油脂。用中空丝杠通入冷却油来达到冷却效果。

②预压力的影响　
一般滚珠丝杠都需要一定的预压要求，达到提高精度、刚性等目的，但施加预压力于螺母上会增加滚道的摩擦扭矩和阻力，使工作时的温度升高，建议预压不能超过8%的丝杠动负荷。

③预拉的影响　
滚珠丝杠温升时，热应力效应会使丝杠产生细微伸长，因此丝杠的长度变得不稳定。
滚珠丝杠肩部断裂
①丝杠肩部应避免锐角设计，以减少局部应力集中。

②丝杠轴颈弯曲　轴承承靠面与锁紧螺母轴心的垂直度超差，或锁紧螺母面平行度超差，皆会导致丝杠肩部的弯曲或断裂，因此在锁紧螺母锁紧后，丝杠肩部偏摆量不得超过0.01mm。

③径向力或反复应力　安装丝杠时造成的偏心会产生异常的交变切应力会使滚珠丝杠过早损坏。滚珠丝杠是影响机器机械精度的最直接因素，只有保证其在结构合理，安全可靠的条件下，其优势才能够得到最大发挥，定期的维护保养对于长期保持其工作精度和使用寿命至关重要。