摘  要：滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)是(shi)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)傳(chuan)動(dong)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)，能(neng)有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)傳(chuan)動(dong)效(xiao)率(lv)
，提(ti)升(sheng)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)
，節(jie)省(sheng)操(cao)作(zuo)時(shi)間(jian)。本(ben)文(wen)從(cong)應(ying)用(yong)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa)
，對(dui)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)的(de)驅(qu)動(dong)結(jie)構(gou)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi)
，對(dui)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)的(de)一(yi)些(xie)關(guan)鍵(jian)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)了(le)說(shuo)明(ming)，並(bing)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)客(ke)戶(hu)的(de)實(shi)際(ji)要(yao)求(qiu)，對(dui)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)選(xuan)型(xing)各(ge)要(yao)件(jian)進(jin)行(xing)了(le)詳(xiang)細(xi)計(ji)算(suan)和(he)分(fen)析(xi)，並(bing)選(xuan)配(pei)了(le)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)滿(man)足(zu)使(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)的(de)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)。

 

    關鍵詞：柔性化，定位精度
，直線運動，額定靜負荷

 

    隨著現代化生產的工業自動化程度提高
，客戶對自動化、gaoxiaolvhegaojingduchuandongdeyaoqiuyuelaiyueduo。henduochuantongdechuandongfangshiyibushihedangqianchanyedexuyao，gunzhusigangzhezhonggaojingdudechuandongchanpinzaishichangshangdexuqiuyuelaiyueda。gunzhusigangshigongjujihejingmijixieshangzuichangshiyongdechuandongyuanjian，qizhuyaogongnengshijiangxuanzhuanyundongzhuanhuanchengxianxingyundong
，huojiangniujuzhuanhuanchengzhouxiangfanfuzuoyongli，tongshijianjugaojingdu
、可逆性和高效率的特點。

傳chuan統tong製zhi藥yao行xing業ye壓ya片pian機ji上shang調tiao整zheng藥yao片pian壓ya模mo的de間jian隙xi基ji本ben為wei手shou動dong操cao作zuo，調tiao整zheng精jing度du差cha，效xiao率lv低di，嚴yan重zhong製zhi約yue了le製zhi藥yao廠chang的de生sheng產chan產chan能neng，客ke戶hu更geng改gai該gai結jie構gou的de意yi願yuan非fei常chang強qiang烈lie。對dui於yu設she計ji工gong程cheng師shi而er言yan，如ru何he選xuan配pei合he適shi的de定ding位wei精jing度du，選xuan配pei高gao性xing價jia比bi的de滾gun珠zhu絲si杠gang
，是shi一yi項xiang非fei常chang重zhong要yao並bing且qie勢shi在zai必bi行xing的de工gong作zuo。

 

    （I） 運動方向：垂直方向

    （Ⅱ）負載大小F：無外加壓力狀況：20-30KG

                    外加壓力大小：1000KG

    （Ⅲ）運行速度Nm：勻速運行
，10rpm

    （Ⅳ）絲杠導程P：5mm

    （Ⅴ）精度要求E：50mm內累積偏差＜0.02mm

    （Ⅵ）有效行程L：120mm

 

    客戶之前結構主要采用手動方式進行動力傳動和定位。

    機構的工作原理：zaiwogandeyiduanzhuangyoushoulun
，zhuandongshoulundaidongwoganzhuandong，zaiyouwogandaidongxiechilun
，gaixiechilunzaizhouxiangshangxialiangduanbeixianzhizhu，zhinengzuoxuanzhuanyundong，qietongluomulianweiyiti
，tongguoxiechilunheluomudexuanzhuanyundong
，daidongzhijingweiM22mmdeshengjiangganzuoshangshenghuoxiajiangdezhixianyundong。yundongdaoyaoqiudegongyiweizhihou
，shengjiangganjiutingzhibudongle，yayaodongzuokaishijinxing，yayaoyunxingqijian，yalundezuidayaliwei1噸。而當壓藥品種需要更換時，再手動調節升降杆上升或向下做直線運動到另一工位。

    從運動機理上分析，該機構設計合理，能滿足使用要求。但不足之處也非常明顯：

    （1）靠人工來調整上升或下降距離，自動化程度很低。

    （2）外協加工的升降杆與斜齒輪為非標產品，製造精度難以保證。

    （3）工作效率低。因藥片本體比較小，要求的厚薄精度比較高，隻能通過多次的試驗來進行調整。

    基於以上存在不足

，客戶期望提升設備檔次，操作更加靈活快捷，達到以下要求：

    （1）提升設備的柔性生產能力
，快速應對不同規格的藥片生產。

    （2）提高調整效率，減少試驗次數
，提高成功率。

    （3）定位精度要求≤0.02mm

 

    針對客戶的改進要求，客戶對結構進行了調整：擯棄手動操作裝置
，改為完全自動化操作和控製的裝置，同時實現更精確的定位要求。為此，客戶對設備進行了結構改進。

運動機理分析：改進後通過伺服電機11帶動連接間15

，再通過鍵與螺母3的連接，帶動螺母旋轉
，螺母沿軸向被限位，不能作直線運動，從而帶動滾珠絲杠8作直線運動。進而達到調節滾輪與壓板的間隙，控製藥片厚薄的目的。

    以上結構的好處也非常明顯：

    （1）通過伺服電機帶動滾珠絲杠運動，代替手動搖輪

，操作簡單方便
，自動化程度得到提升。

    （2）通過選用高精度滾珠絲杠，達到更高的傳動精度。

    （3）應對不同的藥片
，可比較快捷達到生產要求，柔性化得到加強。

    結構改進的主要難點在於：

    （1）裝配絲杠的空間比較狹小。

    （2）不同於傳統的絲杠旋轉
，螺母作直線運動

；客戶要求螺母旋轉
，絲杠作直線運動。

 

    1、基本額定靜負荷C0定義

    即絲杠軸向靜止的負荷
，是指絲杠承受絲杠溝槽與鋼珠接觸點（即螺母與絲杠軸）的永久變形量和鋼珠本身的永久變形量的總和達到鋼珠直徑的0.01%時的最大軸向力。此負荷值即為基本額定靜負荷。

    2、受力分析

    無外力狀況時
，軸向負載為30KG，即30kgf

    施加外力時，軸向負載為1噸，即1000kgf

    考慮到設備實際工作狀況，滾珠絲杠在運動狀態（即調節間隙大小時）隻(zhi)受(shou)負(fu)載(zai)平(ping)台(tai)自(zi)身(shen)重(zhong)力(li)作(zuo)用(yong)，該(gai)重(zhong)量(liang)非(fei)常(chang)小(xiao)，可(ke)不(bu)用(yong)考(kao)慮(lv)。施(shi)加(jia)外(wai)力(li)時(shi)，因(yin)外(wai)力(li)較(jiao)大(da)，需(xu)重(zhong)點(dian)考(kao)慮(lv)，此(ci)時(shi)絲(si)杠(gang)處(chu)於(yu)靜(jing)止(zhi)狀(zhuang)態(tai)，因(yin)而(er)我(wo)們(men)參(can)考(kao)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)的(de)額(e)定(ding)靜(jing)負(fu)荷(he)值(zhi)即(ji)可(ke)。

    3

、螺帽形式的選定

    對應施加1000kgf外力工況，參考滾珠絲杠樣本
，可查到對應直徑25mm
，導程5mm，鋼珠回流圈數4，滾珠絲杠的額定靜負荷值為4100kgf。如圖表1中的數據所示。

圖1

    C0=4100kgf  Cj=1000kgf 

    C0＞Cj

    由此
，初步可選R25-5T4係列滾珠絲杠。

    因滾珠絲杠僅在靜態時受力


，隻要受力大小有一定的安全餘量即可滿足要求，該安全餘量S推薦選3倍以上。根據以下公式進行核算：

   S=

   帶入相應數據，有：

   S= = =4.1＞3

   故R25-5T4係列滾珠絲杠滿足預期使用要求。

  

    客戶在滾珠絲杠軸向運動的調整距離比較小

，不超過120mm，同時考慮螺母自身的長度
，客戶絲杠長度選為183mm。

      滾珠絲杠的精度可根據圖表2中的數據來確定。

圖2

    客戶的有效行程在120mm以內，要求的累積導程偏差在0.02mm以內。根據以上表格，選取精度等級C4即可滿足使用要求。

 

    綜上核算及精度確認，根據中達滾珠絲杠型號編碼規則
，最終滾珠絲杠的型號確定為：R25-5T4-FSI-183-183-C4。

 

    在此次藥片機的機構升級改進項目中
，主要協助客戶對原手動機構進行了自動化改進
，實現了客戶的預期要求
；同時對滾珠絲杠的選型

、jisuanjinxinglexiangxifenxi，xuanzeleheshidechanpin。tongguocicijiegougaixingchenggong，kehuzaihouxudechangguijixingshang，jiangcankaobenanquanbugenghuanweigunzhusigangchuandongdezidonghuacaozuojiegou。

相信隨著國內自動化水平的提高，滾珠絲杠這種高端傳動產品將會被越來越多的應用到各行業
，進一步滿足客戶對高速
、高精的需求。

 

    [1] 滾珠絲杠的選擇與應用--《現代零部件》         2004年Z2期

    [2] 高速滾珠絲杠副綜合性能測試係統開發與應用   網絡百度文庫  2010.5.22