پیچ‌های توپی، به عنوان اجزای اصلی سیستم‌های انتقال دقیق، مستقیماً بر دقت سیستم‌های مکانیکی از طریق پایداری عملکردشان تأثیر می‌گذارند. این مقاله به سه دسته اصلی از مسائل رایج می‌پردازد—لقی بیش از حد، حرکت نامنظم، و خرابی اجزا—و بینش‌های فنی در مورد علل و راه‌حل‌های آن‌ها ارائه می‌دهد.
I. مسائل مربوط به لقی بیش از حد
1. بارگذاری اولیه ناکافی
علت: عدم وجود بارگذاری اولیه یا بارگذاری اولیه ناکافی منجر به لغزش مهره به دلیل وزن خود در نصب‌های عمودی می‌شود که در نتیجه لقی قابل توجهی در شرایط بدون بار ایجاد می‌شود.
تجزیه و تحلیل: پیچ‌های توپی بدون بارگذاری اولیه می‌توانند لقی بیش از 0.05 میلی‌متر را نشان دهند که دقت موقعیت‌یابی را به خطر می‌اندازد و استفاده را به کاربردهای کم بار و کم دقت محدود می‌کند.
راه حل‌ها:
▶ اعمال بارگذاری اولیه معادل 1 تا 3 درصد از بار دینامیکی نامی با استفاده از شیم دو مهره‌ای یا بارگذاری اولیه فنری;
▶ برای سناریوهای با دقت بالا، ساختارهای تک مهره‌ای با بارگذاری اولیه داخلی (کلاس دقت C5 یا بالاتر) را انتخاب کنید.
2. انحراف پیچشی بیش از حد
علت: عملیات حرارتی نامناسب (سختی ناکافی، توزیع سختی ناهموار، یا مواد نرم) یا نسبت طول به قطر بیش از حد بالا (L/D > 70) که باعث کاهش استحکام می‌شود.
تجزیه و تحلیل: نسبت L/D بیش از 70 ممکن است باعث افتادگی پیچ به دلیل وزن خود شود که منجر به عدم هم‌ترازی مهره و افزایش لقی می‌شود. سختی مواد نامرغوب باعث تسریع سایش می‌شود.
راه حل‌ها:
▶ L/D را ≤ 60 نگه دارید و از تکیه‌گاه‌های ثابت دو سر (به جای تکیه‌گاه‌های یک طرفه) برای بارهای سنگین استفاده کنید;
▶ فولاد آلیاژی با استحکام بالا (به عنوان مثال، SUJ2) را انتخاب کنید و اطمینان حاصل کنید که عملیات حرارتی با استانداردهای سختی صنعت مطابقت دارد (توپ: HRC 62–66، مهره: HRC 58–62، پیچ: HRC 56–62).
3. انتخاب و نصب نامناسب بلبرینگ
علت: استفاده از بلبرینگ‌های شیار عمیق به جای بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای، یا عدم هم‌ترازی در هنگام نصب بلبرینگ (خطای عمود بودن > 0.02 میلی‌متر/متر).
تجزیه و تحلیل: بلبرینگ‌های شیار عمیق نمی‌توانند بارهای محوری را تحمل کنند و باعث ایجاد بازی محوری می‌شوند. کج شدن بلبرینگ منجر به تغییرات دوره‌ای لقی می‌شود.
راه حل‌ها:
▶ بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای با زاویه تماس 60 درجه (به عنوان مثال، سری 7000) را در اولویت قرار دهید که به صورت پشت به پشت نصب شده‌اند;
▶ اطمینان حاصل کنید که عمود بودن نشیمن بلبرینگ نسبت به شانه پیچ در محدوده تلرانس 0.01 میلی‌متر در حین ماشین‌کاری است و از مهره‌های قفل‌شونده دوتایی برای ضد شل شدن استفاده کنید.
4. استحکام پشتیبانی ناکافی
علت: مواد نازک یا کم استحکام (به عنوان مثال، چدن به جای فولاد) برای نشیمن مهره یا بلبرینگ.
تجزیه و تحلیل: تغییر شکل الاستیک تحت بار، محور پیچ را جابجا می‌کند و به طور موثر لقی را افزایش می‌دهد.
راه حل‌ها:
▶ ضخامت دیواره پشتیبانی را افزایش دهید (توصیه می‌شود ≥15 میلی‌متر) یا با ساختارهای دنده‌ای تقویت کنید;
▶ از فولاد 45# با کوئنچ و تمپر (سختی HB220–250) برای اجزای حیاتی استفاده کنید.
II. مسائل مربوط به حرکت نامنظم
1. نقص دقت ماشین‌کاری
(1) زبری سطح بیش از حد
علت: دقت سنگ‌زنی ناکافی برای مسیرهای پیچ/مهره (Ra > 0.4μm) یا خطای گردی توپ > 0.001 میلی‌متر.
راه حل‌ها: فرآیندهای فوق‌العاده پرداخت را برای کنترل زبری مسیرها در Ra ≤ 0.2μm اتخاذ کنید. توپ‌ها را برای خطای گردی ≤ 0.0005 میلی‌متر غربال کنید.
(2) انحراف سرب/گام
علت: دقت ناکافی ابزارهای ماشین‌کاری رزوه (به عنوان مثال، خطای تجمعی گام > ±0.015 میلی‌متر/300 میلی‌متر).
راه حل‌ها: از سنگ‌زن‌های با دقت بالا (دقت موقعیت‌یابی ±0.005 میلی‌متر) استفاده کنید و پیچ‌های تمام شده را با ابزارهای اندازه‌گیری سرب لیزری به طور کامل بازرسی کنید.
(3) خرابی سیستم گردش مجدد
علت: عدم هم‌ترازی لوله‌های گردش مجدد (> 0.5 میلی‌متر آفست) یا پلیسه داخل لوله‌ها که باعث گیر کردن توپ‌ها می‌شود.
راه حل‌ها: از فیکسچر موقعیت‌یابی برای هم‌تراز کردن لوله‌های گردش مجدد با مسیرها استفاده کنید. پس از مونتاژ، آزمایش‌های راه‌اندازی بدون بار را با سرعت ≥500 میلی‌متر بر ثانیه انجام دهید.
2. ورود مواد خارجی و خرابی روانکاری
(1) آلودگی مسیر
علت: عدم وجود محافظت در برابر گرد و غبار (به عنوان مثال، اسکراپرها)، که به تراشه‌های ماشین‌کاری (> 50μm) یا گرد و غبار اجازه ورود به مسیرها را می‌دهد.
راه حل‌ها: نصب آب‌بندهای لب دوتایی (محافظت IP54)؛ مسیرها را با نفت سفید تمیز کنید و گریس پایه لیتیومی (درجه NLGI 2) را هر 200 ساعت کار تعویض کنید.
(2) روانکاری ناکافی
علت: تجاوز از فواصل روانکاری (> 200 ساعت) یا استفاده از گریس نادرست (به عنوان مثال، پایه کلسیم به جای پایه لیتیوم).
راه حل‌ها: سیستم‌های روانکاری خودکار (فاصله گریس‌کاری ≤ 8 ساعت) را برای تجهیزات خودکار ادغام کنید. از گریس دی‌سولفید مولیبدن برای محیط‌های با دمای بالا استفاده کنید.
3. عدم هم‌ترازی نصب
علت: خطای موازی بودن بین نشیمن مهره و ریل راهنما > 0.1 میلی‌متر/متر یا خطای هم‌محوری بین سوراخ نشیمن بلبرینگ و محور پیچ > 0.03 میلی‌متر.
تجزیه و تحلیل: بارگذاری خارج از مرکز، اصطکاک مسیر را بیش از 30 درصد به دلیل تنش یک طرفه روی توپ‌ها افزایش می‌دهد.
راه حل‌ها: در حین نصب با نشانگر صفحه‌ای کالیبره کنید (موازی بودن ≤ 0.05 میلی‌متر/متر، هم‌محوری ≤ 0.02 میلی‌متر)؛ در صورت لزوم از شیم برای هم‌ترازی استفاده کنید.
III. مسائل مربوط به خرابی اجزا
1. شکستگی توپ
علت:
▶ نقص مواد (به عنوان مثال، ناخالصی‌ها) یا عملیات حرارتی ناکافی (سختی ▶ تمرکز تنش حرارتی (تفاوت دما > 50 درجه سانتی‌گراد که باعث ایجاد تنش > 800 مگاپاسکال به دلیل عدم تطابق ضریب انبساط می‌شود).
راه حل‌ها:
▶ توپ‌های فولادی بلبرینگ SUJ2 را انتخاب کنید و موارد معیوب را از طریق بازرسی ذرات مغناطیسی رد کنید;
▶ اضافه کردن خنک‌کننده
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
