精機(jī)產(chǎn)品?技術(shù)報(bào)告：高負(fù)載驅(qū)動(dòng)用滾珠絲杠HTF系列

1.HTF系列的特點(diǎn)和技術(shù)

• 1.超高負(fù)載
  針對(duì)高負(fù)載用途特殊設(shè)計(jì)的內(nèi)部規(guī)格，和本公司標(biāo)準(zhǔn)品相比，額定載荷大幅提高。
• 2. 優(yōu)異的耐久性
  采用超高載荷容量，且對(duì)螺母內(nèi)的負(fù)載分布進(jìn)行了均一化設(shè)計(jì)改善（專利申請(qǐng)中），并選定了高負(fù)載用潤滑脂，大幅提高來耐久性。
• 3. 針對(duì)使用條件的選型技術(shù)
  針對(duì)高載荷，小行程等使用條件，滾珠絲杠選型和壽命計(jì)算等技術(shù)水平顯著提高，NSK可對(duì)選型方案詳細(xì)計(jì)算分析。
• 4. 豐富的系列組合
  在軸徑45～140mm，導(dǎo)程10～25mm范圍內(nèi)的組合中，同有34種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
  ◆精度等級(jí)（JIS）：C5、Ct7級(jí)
  同時(shí)，可以對(duì)應(yīng)高摩擦力矩傳遞所需的各種軸端形狀（鍵槽，角型花鍵，復(fù)雜花鍵，直齒齒輪等）
  非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格請(qǐng)與NSK聯(lián)系。

1.1超高負(fù)載容量

隨著高載荷用特殊的溝槽形狀/尺寸使用及鋼球徑增大，額定載荷大幅提高。

1.2螺母內(nèi)負(fù)載分布的均一化

• (1) 螺母內(nèi)負(fù)載鋼球的分布狀態(tài)一般存在3次元的不平衡，因此負(fù)載分布會(huì)產(chǎn)生不均勻的狀態(tài)。
  →對(duì)策[1-1][1-2]:通過對(duì)鋼球循環(huán)的配列進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，螺母內(nèi)的鋼球分布接近對(duì)稱，由此實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分布均一化。
• (2) 高載荷情況下，絲杠軸、螺母的軸向伸縮不能忽略，受此影響負(fù)載分布不均勻。
  →対策[2] :為了使絲杠軸、螺母各自的影響相互抵消，絲杠軸、螺母的剛度達(dá)到平衡的同時(shí)，通過將施加給兩者的載荷作用點(diǎn)作用于相反側(cè)，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分布的均一化。

負(fù)載分布均一化的對(duì)策[1-1]

通過將鋼球循環(huán)管的設(shè)計(jì)為180 °相位分布，達(dá)到了徑向載荷平衡。

負(fù)載分布的均一化對(duì)策[1-2]

通過將鋼球循環(huán)管在軸向的分布設(shè)計(jì)為左右對(duì)稱，達(dá)到了偏轉(zhuǎn)力矩平衡。

負(fù)載分布的均一化對(duì)策[2]

如下圖（A）所示，絲杠軸、螺母的負(fù)載作用點(diǎn)設(shè)置到相反側(cè)，絲杠軸和螺母的軸向伸縮影響就會(huì)相互抵消。

負(fù)載分布的比較計(jì)算舉例
對(duì)各鋼球的負(fù)載進(jìn)行解析、計(jì)算，如圖所示為與以螺母中心作為原點(diǎn)的軸方向鋼球位置的關(guān)系。

負(fù)載分布的比較計(jì)算舉例（2）
針對(duì)減小尺寸的可能，進(jìn)行計(jì)算

2.驅(qū)動(dòng)裝置的清潔度評(píng)價(jià)方法

◆實(shí)驗(yàn)樣品

（絲杠軸徑80mm、導(dǎo)程20mm、2.5卷X3列）

• TP0：SFT8020-7.5 (以往規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)潤滑脂)
• TP1：HTF8020-7.5 (HTF規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)潤滑脂)
• TP2：HTF8020-7.5 (HTF規(guī)格、高載荷用潤滑脂)

◆實(shí)驗(yàn)條件

• 最大軸向載荷：289kN
• 行程：50mm
• 最大接觸面壓
  以往規(guī)格：2340MPa
  HTF規(guī)格：2220MPa

◆負(fù)載條件

◆實(shí)驗(yàn)裝置

◆實(shí)驗(yàn)結(jié)果

運(yùn)行循環(huán)次數(shù)

• TP0(以往規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)潤滑脂)：壽命120萬次循環(huán)
• TP1（HTF規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)潤滑脂）：壽命420萬次循環(huán)
• TP2(HTF規(guī)格，高載荷用潤滑脂)：壽命1100萬次循環(huán)，無異常

◆結(jié)論

• HTF規(guī)格實(shí)現(xiàn)了以往規(guī)格3倍以上的耐久性。
• 正確的選用潤滑脂有助于提高耐久性。

3.高速化的對(duì)應(yīng)

HTF規(guī)格： dm?N值～70000 　(注) dm : 鋼球節(jié)圓直徑(mm)、N : 轉(zhuǎn)速(rpm)

4.HTF系列用途舉例

目前為止已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較困難的高負(fù)載領(lǐng)域的電動(dòng)化。
應(yīng)用實(shí)例：

• 電動(dòng)射出成型機(jī)（射出軸、合模軸）
• IC集成電路壓力機(jī)
• 打孔機(jī)
• 伺服汽缸
• 彎曲機(jī)、切斷機(jī)

等