Kogelschroeven, als kerncomponenten van precisie-transmissiesystemen, hebben direct invloed op de nauwkeurigheid van mechanische systemen door hun operationele stabiliteit. Dit artikel behandelt drie belangrijke categorieën van typische problemen—overmatige speling, onregelmatige beweging en componentfalen—en biedt technische inzichten in hun oorzaken en oplossingen.
I. Problemen met overmatige speling
1. Onvoldoende voorspanning
Oorzaak: Gebrek aan voorspanning of onvoldoende voorspanning leidt tot het slippen van de moer door het eigen gewicht in verticale installaties, wat resulteert in aanzienlijke speling onder onbelaste omstandigheden.
Analyse: Kogelschroeven zonder voorspanning kunnen speling vertonen van meer dan 0,05 mm, wat de positioneringsnauwkeurigheid in gevaar brengt en het gebruik beperkt tot toepassingen met lage belasting en lage precisie.
Oplossingen:
▶ Breng voorspanning aan die overeenkomt met 1–3% van de nominale dynamische belasting met behulp van een dubbele moer met shims of veervoorspanning;
▶ Kies voor single-nut structuren met ingebouwde voorspanning (precisieklasse C5 of hoger) voor scenario's met hoge nauwkeurigheid.
2. Overmatige torsie-doorbuiging
Oorzaak: Onjuiste warmtebehandeling (onvoldoende hardheid, ongelijke hardheidsverdeling of zacht materiaal) of een overmatig hoge lengte-diameterverhouding (L/D > 70) waardoor de stijfheid afneemt.
Analyse: Een L/D-verhouding van meer dan 70 kan ervoor zorgen dat de schroef doorbuigt door het eigen gewicht, wat leidt tot verkeerde uitlijning van de moer en meer speling; een onvoldoende hardheid van het materiaal versnelt de slijtage.
Oplossingen:
▶ Houd L/D ≤ 60 en gebruik ondersteuningen aan beide uiteinden (in plaats van ondersteuning aan één zijde) voor zware belastingen;
▶ Selecteer hoogwaardig gelegeerd staal (bijv. SUJ2) en zorg ervoor dat de warmtebehandeling voldoet aan de industriële hardheidsnormen (kogel: HRC 62–66, moer: HRC 58–62, schroef: HRC 56–62).
3. Onjuiste lagerselectie en -installatie
Oorzaak: Het gebruik van groefkogellagers in plaats van hoekcontactlagers, of verkeerde uitlijning tijdens de lagerinstallatie (loodrechtheidsfout > 0,02 mm/m).
Analyse: Groefkogellagers zijn niet bestand tegen axiale belastingen, waardoor axiale speling ontstaat; kanteling van het lager leidt tot periodieke variaties in de speling.
Oplossingen:
▶ Geef prioriteit aan hoekcontactlagers met een contacthoek van 60° (bijv. 7000-serie), geïnstalleerd rug-aan-rug;
▶ Zorg voor loodrechtheid van de lagerzitting ten opzichte van de schouder van de schroef binnen een tolerantie van 0,01 mm tijdens het bewerken, met behulp van dubbele borgmoeren om losraken te voorkomen.
4. Onvoldoende ondersteuningsstijfheid
Oorzaak: Dunne wanden of materialen met lage sterkte (bijv. gietijzer in plaats van staal) voor moer- of lagerzittingen.
Analyse: Elastische vervorming onder belasting verschuift de schroefas, waardoor de speling effectief toeneemt.
Oplossingen:
▶ Verhoog de wanddikte van de ondersteuning (aanbevolen ≥15 mm) of versterk met ribstructuren;
▶ Gebruik 45# staal met afschrikken en ontlaten (hardheid HB220–250) voor kritische componenten.
II. Problemen met onregelmatige beweging
1. Defecten in de bewerkingsprecisie
(1) Overmatige oppervlakteruwheid
Oorzaak: Onvoldoende slijpprecisie voor de loopbanen van de schroef/moer (Ra > 0,4μm) of een rondheidsfout van de kogel > 0,001 mm.
Oplossingen: Pas super-finishing processen toe om de ruwheid van de loopbaan te regelen op Ra ≤ 0,2μm; zeef kogels op rondheidsfout ≤ 0,0005 mm.
(2) Afwijking van de spoed/steek
Oorzaak: Onvoldoende precisie van de draadbewerkingsgereedschappen (bijv. cumulatieve fout van de steek > ±0,015 mm/300 mm).
Oplossingen: Gebruik precisieslijpmachines (positioneringsnauwkeurigheid ±0,005 mm) en inspecteer de afgewerkte schroeven volledig met laser-steekmeetinstrumenten.
(3) Fout in het recirculatiesysteem
Oorzaak: Verkeerde uitlijning van de recirculatiebuizen (>0,5 mm offset) of bramen in de buizen die kogelvastlopen veroorzaken.
Oplossingen: Gebruik positioneringsarmaturen om de recirculatiebuizen uit te lijnen met de loopbanen; voer onbelaste looptests uit bij snelheden ≥500 mm/s na montage.
2. Binnendringen van vreemd materiaal en smeerfouten
(1) Verontreiniging van de loopbaan
Oorzaak: Gebrek aan stofbescherming (bijv. schrapers), waardoor bewerkingsspanen (>50μm) of stof in de loopbanen kunnen komen.
Oplossingen: Installeer dubbele lipafdichtingen (IP54-bescherming); reinig de loopbanen met petroleum en vul lithiumgebaseerd vet (NLGI Grade 2) om de 200 bedrijfsuren bij.
(2) Onvoldoende smering
Oorzaak: Overschrijding van de smeerintervallen (>200 uur) of het gebruik van verkeerd vet (bijv. calciumgebaseerd in plaats van lithiumgebaseerd).
Oplossingen: Integreer automatische smeersystemen (smeerinterval ≤8 uur) voor geautomatiseerde apparatuur; gebruik molybdeendisulfidevet voor omgevingen met hoge temperaturen.
3. Verkeerde uitlijning bij installatie
Oorzaak: Parallelfout tussen de moerzitting en de geleiderail > 0,1 mm/m of coaxiaaliteitsfout tussen het lagerzittinggat en de schroefas > 0,03 mm.
Analyse: Excentrische belasting verhoogt de wrijving van de loopbaan met meer dan 30% als gevolg van eenzijdige belasting van de kogels.
Oplossingen: Kalibreer met een meetklok tijdens de installatie (paralleliteit ≤0,05 mm/m, coaxiaaliteit ≤0,02 mm); gebruik zo nodig shims voor uitlijning.
III. Problemen met componentfalen
1. Kogelbreuk
Oorzaak:
▶ Materiaaldefecten (bijv. insluitsels) of onvoldoende warmtebehandeling (hardheid ▶ Thermische spanningsconcentratie (temperatuurverschil >50°C veroorzaakt spanning >800 MPa als gevolg van mismatch in uitzettingscoëfficiënt).
Oplossingen:
▶ Selecteer SUJ2-kogellagers en verwerp defecte exemplaren via magnetische deeltjesinspectie;
▶ Voeg koel toe
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
