滾珠螺桿選定步驟
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精度設計
精度設計: 導程精度精密滾珠螺桿 (C0 級 ~C5 級 ) 的導程精度，以 JIS 規格為基準，並由四個特性項目 (E,e,e300,e2π)加以規定。各特性之定義與容許值如圖 1.3.1 及表 1.3.1~1.3.3 所示。一般用滾珠螺桿 C7,C10 之累積導程差，則僅以在有效螺紋長度範圍內任取300mm的最大幅寬的誤差容許值，和表1.3.3之 e300加以規定，各為 0.05mm 及 0.21mm。 軸方向間隙 過大的預壓力將造成摩擦扭矩大增及溫升效應，而使得預期壽命減短；但太低的預壓力會使得滾珠螺桿剛性不足及增加失步 (LOST MOTION) 的可能性。漢意建議您，於CNC工具機的使用上，以不超過8%動負荷為預壓力的最大值；於自動化 X-Y 平台機構上則以不超過5%的動負荷為預壓力之最大值。 滾珠螺桿的安裝部位精度滾珠螺桿的安裝部位之精度，其必要項目如下：(1) 相對於螺紋溝面的軸線A，測定螺桿支持部位的半徑方向圓周偏擺值。(2) 相對於螺桿支持部位的軸線F，測定零件安裝部位的同軸度。(3) 相對於螺桿軸支持部位的軸線E，測定支持部位的端面的直角度。(4) 相對於螺桿軸線G，測定螺帽的基準面或法蘭的安裝面的直角度。(5) 相對於螺桿軸線A，測定螺帽外緣圓周（圓筒型）的同軸度。(6) 相對於螺桿軸線C，測定螺帽外緣（平頭型安裝面）的平行度。(7) 螺桿軸線的半徑方向的總偏擺值。在此所述之精度項目是以 JISB1191、1192 為基準。 預壓扭矩轉動有施予預壓之滾珠螺桿時，產生之預壓扭矩用語如 圖 1.3.3 所示。而預壓扭矩變動率的容許範圍大致上是以 JIS 規格為基準，如表 1.3.7 所示。 用語之意義 (1) 預壓為求消除螺桿的間隙增大螺桿之剛性而將 1 組大 1 號的鋼珠（約 2μ）填入螺帽內，或者使用在螺桿軸方向互相施予移位的兩個螺帽而產生的螺桿內部的作用力。 (2) 預壓動扭矩依所定之預壓加諸於滾珠螺桿後，在外部無負載的狀態下，連續轉動螺桿軸或螺帽所需之動扭矩謂之。 (3) 基準扭矩做為目標所設定的預壓動扭矩圖 1.3.3 之 (1)。 (4) 扭矩變動值做為目標所設定的預壓動扭矩的變動值。取相對於基準扭矩的正或負值。 (5) 扭矩變動率相對於基準扭矩的變動值的比率。 (6) 實扭矩滾珠螺稈的實測預壓動扭矩。 (7) 平均實扭矩螺紋部有效長度內；使螺帽做往復運動所測得之實扭矩最大與最小值的算術平均數。 (8) 實扭矩變動值螺紋部有效長度內；使螺帽做往復運動所測得之最大變動值，最小值取相對於實扭矩的正或負值。 (9) 實扭矩變動率相對於平均實扭矩的變動值比率。 備註:1. 細長比是以螺桿軸的螺紋部長度(mm)除螺桿軸外徑所得的值謂之。 2. 基準扭矩 2kgf × cm以下，依規格另行管理。 基準扭矩 TP的算出 測定條件預壓動扭矩 (TP) 是以下述的測定條件如圖 1.3.4所示之方法，轉動螺桿軸後，測定為使螺帽不跟著一起轉動所需之力 (F)，再將 (F) 的測定值乘以力臂長 (L)，所得之積即為 TP。TP= F•L (1) 測定時是以不附刮刷器的狀態下施行。(2) 測定回轉數為 100rpm 。(3) 使用的潤滑油黏度依據 JSK2001( 工業用潤滑油黏度分類 ) 的規定，以 IS0VG68 為基準。
螺桿軸設計
螺桿軸設計: 安裝方式安裝方法於選擇適當滾珠螺桿規格時為重要項目，圖 1.4.1~1.4.8 為安裝範例。當使用條件須以更嚴密的條件做判別或使用特殊安裝方法，以致判斷條件不明時，請連絡洽詢漢意。 ( 螺桿軸、螺帽的安裝方法 ) ( 各種工作機械用螺桿軸的安裝方法 ) ( 施予預拉時之軸承安裝方法 ) 容許軸方向負荷(1) 挫屈負荷因壓縮負荷的作用，必須驗算其對螺桿軸之挫屈的安全性。圖 1.4.16 乃是挫屈容許壓縮負荷依螺桿外徑別，而整理繪成之圖表。(螺桿軸外徑 125mm 以上時，請依下式計算。) 容許軸方向負荷之刻度，依滾珠螺桿的支持方法加以選定。 在此 容許迴轉數(1) 危險速度必須檢討滾珠螺桿之迴轉數使不致於螺桿的固有振動數發生共振 ( 發生共振時之速度，謂之危險速度 ) 以危險速度的 80%以下為容許迴轉數。上圖是將相對於危險速度的容許迴轉數按螺桿外徑作成線圖。( 螺桿軸外徑 125mm以上時，請依下式算出 )。容許迴轉數的刻度，請依滾珠螺桿的支持方法加以選定。使用迴轉數在危險速度上有問題時，請加裝中間支撐以提高螺桿之固有振動數，此方式亦為有效方法。 (2) Dm•n 值容許迴轉數亦受表示周速的Dm × N值 (Dm：鋼珠之中心圓徑mm，N：迴轉數 rpm) 之限制。 精密用 (研磨等級 C7 以上) Dm x N ≤ 70,000 一般產業用 (轉造 ) Dm x N ≤ 50,000 若需製造上述極限以上的滾珠螺桿，因需特殊對策，於選用前，請洽漢意。※螺桿長度／軸徑之比：ε＞ 70 時，製造上須特別安排，請洽漢意。
螺帽設計
螺帽設計: 螺帽的選定(1) 系列選定系列時應須考慮要求精度、所需交貨日期、尺寸 ( 螺桿軸外徑，導程／螺桿軸外徑比 )、預壓量等。(2) 循環方式選定循環方式：請由螺帽安裝部份之空間經濟性為考慮。循環方式之特長如表 1.6.1 所示。 (3) 迴路數選定迴路數須考慮要求性能、壽命等。(4) 凸緣形狀 (法蘭 )請配合螺帽安裝部份之空間加以選定。(5) 給油孔精密滾珠螺桿設有給油孔，使用於機器裝配時及定期補給時。 螺帽型式U, I, M 型螺帽此種型式是由鋼珠沿著循環器溝槽，橫越過螺桿牙峰再回到原點。一般為一捲鋼珠 一次循環。( 如下圖) 此種型式螺桿至少要有一端是完全通牙，適用螺桿外徑較小。 K 型螺帽循環原理與 I 型相同，但不同循環時循環位置皆位於相同角度之鍵槽上。(如下圖) V 型螺帽此型螺帽之循環方式為外循環。( 如下圖) 特殊循環器設計使鋼珠沿著螺紋的方向運行，可降低由鋼珠互相碰撞和增加循環的順暢度。特別適合高速及重負載之設計。 Y, H, A 型螺帽兩端防塵片採用薄而有彈性的材質，更加強化刮刷效果。循環迴流結構的強化增加了高剛性高速化功能。(如下圖)
驅動扭矩
驅動扭矩: 傳動軸的驅動扭矩 TS 支撐軸摩擦力矩會受到潤滑油量的影響。或是油封過緊時也可能發生意料之外的過度摩擦力矩，或是造成溫度上升，這一點必須特別注意。
公稱代號
公稱代號: ※當螺帽、螺桿均無表面處理時，則省略標示。※研磨級 C3 以上螺桿，漢意出貨檢附導測表。 ※以上為標準規範，若有其他需求請洽漢意業務人員諮詢。
使用注意事項
使用注意事項: 滾珠螺桿為精密零組件，請特別注意不可使尖銳物或刀具撞擊到牙型表面，以及組裝滾珠螺桿時也需避免敲打或碰撞擦傷，同時需注意不可將螺帽與螺桿分離或過行程，螺帽行程若是脫離了螺桿就會造成鋼珠脫落，若不小心造成脫落請勿強行裝回，此舉容易造成滾珠螺桿卡死的情況，請與我司專員聯絡。 若您有需要將螺帽卸下再裝回時，必須使用一個外徑小於螺桿底徑的管子，請將螺帽轉到轉換管中，以確認保持鋼珠不會掉落。 螺桿裝配操作步驟 潤滑 使用滾珠螺桿時，必須要注意具備足夠的潤滑，如果潤滑不夠會發生與金屬接觸，導致摩擦與磨耗的增加，造成故障產生或是壽命縮短等情況。 滾珠螺桿所使用的潤滑劑可分為潤滑油與潤滑脂兩種。一般於保養上，潤滑脂可以隨著回轉速度的增加使動摩擦力矩直線的增加，超過 3-5m ／分時，則以油潤滑方式較佳。但是也不要忘記利用潤滑脂亦出現過達到10m／分的實例；就設備而言，也有適用於成本較低廉的潤滑脂者。一般來說，為了充份發揮滾珠螺桿的機能，5m／分左右的潤滑油是最適當的選擇。表 1.10.1 表示潤滑劑的檢查與補給間隔之一般指標。補給時要擦掉附著於螺桿軸的舊潤滑膏後再加以補給。 防塵／防護滾珠螺桿與滾動軸承一樣，當有異物混入或水分等情況時磨損會增加，有時會導致損壞。例如工作機由於作業環境的關係，可能會混入切屑或切削油。因此當有異物從外部混入的可能時，以折布 ( 蛇腹型 ) 或套筒伸縮管等，完全罩住螺桿軸。 偏荷重當偏荷重現象發生時，將直接影響螺桿的壽命及噪音，且多伴隨著運轉不順的手感，若螺桿空載時與組裝後的順暢度不同，除了注意螺桿本身的精度外，大多是組合精度不良所產生偏荷重現象 加工規範(1) 若您選用內循環或端蓋式循環的滾珠螺桿，則其螺桿的一端螺紋必須出牙且肩部最大尺寸必須小於底徑，若要求肩部尺寸大於底徑亦可，但需有螺紋線留於肩部上便於螺帽裝入。 (2) 螺桿熱處理時於靠近肩部加工的螺紋牙部份有 10 〜20mm長度必須保持軟料，以便於肩部加工。此區域會標示記號於漢意圖面上，如下圖所示。如您有特殊之要求，請於訂購時與漢意業務人員詢問。
定位精度
定位精度: 進給精度誤差的因素中，導程精度、進給系統的剛性是檢討要點，其溫升所產生的熱變形以及導引面的組裝精度等因素也需加以考慮。■ 1-8-1 導程精度的選定表 1.8.1 為滾珠螺桿精度等級依照不同用途時所建議的使用範圍。 熱變位對策 螺桿軸因熱而伸長變位，會導致定位精度惡化。熱變化可由下式計算求得。△Ι= α．△ t．L△Ι：螺桿軸方向的伸長量α：熱膨脹係數△ t：螺桿溫度變化量 (deg)L：螺紋有效長度 亦即每溫升1℃則在 1 公尺長螺桿軸上會有 12μm的伸長量發生。因此即使滾珠螺桿的導程經過高精度加工，也會因溫升所產生的變位而無法滿足高精度的定位要求。當滾珠螺桿的使用條件要求高速時，則相對地發熱量也增大，溫升的影響也會變大。 滾珠螺桿的溫升對策如下所示： (1) 控制發熱量•滾珠發熱量、支撐軸承的預壓量要正確適量。•潤滑劑的正確選擇及適當的供給。•加大滾珠螺桿的導程、降低迴轉數。(2) 施予強制冷卻•螺桿軸挖成中空，通以冷卻液。•螺桿軸外緣以潤滑油或空氣來冷卻。(3) 避免溫升的影響以高速先將機台溫車 (WARMING UP) 到溫度：•安定的狀態再使用。•螺桿軸於安裝時施予預拉力。•累積導程的目標值預先取負值。•使用閉迴路方式定位。
剛性檢討
剛性檢討: 螺桿的周邊結構剛性不足為造成失步 (LOST MOTION) 的主因之一。因此在NC 工作機械等精密機械方面要獲得良好的定位精度，於設計時必須考慮傳動螺桿各部位之零件的軸方向剛性的平衡及其扭曲剛性。
