滚珠丝杠在重型机械中的应用
发布时间：2013-08-14 浏览次数：743
海里希威尔姆斯
（德国布里斯滚珠丝杠有限公司）
过去几年的发展显示，重载滚珠丝杠在重型机械中的使用越来越多，而滚珠丝杠在承载能力和额定载荷这些方面的不足也越来越明显地体现了出来。
2000年，重载滚珠丝杠的动载荷只有100t，如今滚珠丝杠的动载荷已经达到了560t，再过两年左右预计滚珠丝杠动载将达到1200t。
1 重载滚珠丝杠主要适用领域
（1）大型龙门铣
跨度达15m甚至更多，横梁重量超过100t。通常通过W轴（竖直丝杠）旁安装平衡体或者液压系统来辅助横梁的升降。而如果使用重载丝杠，就可以省略辅助系统这个结构，同时在不影响机床精度的情况下减少机床的支出费用。
（2）锻压机
亚洲热轧机在汽车工业中的使用十分广泛，热压机一般通过一根或者多根滚珠丝杠提供压力。凭借Z新的滚珠丝杠制造工艺，目前可以制造寿命超过1000万次行程Z大压力300t的压力机。这种滚珠丝杠压力机的优势在于施压的过程中可以通过电动机调节压力强度以及压排运动速度，这类压力机生产出来的产品比液压机以及偏心式压力机造出的产品好。此外，滚珠丝杠压力机比液压机更加环保且工作效率也明显更高，因为滚珠丝杠的运行速度明显比液压缸快。
（3）代替液压缸
在许多领域液压缸的使用都带来了不少问题，液压油对环境的危害很大。相比之下，滚珠丝杠就十分环保，滚珠丝杠可以采用终生润滑方式，不存在未封闭润滑系统的风险，不会有润滑油或者液压油泄露的情况发生。此外，滚珠丝杠运行明显比液压缸快且精密，压排运动速度可以达到100m/min甚至更多，这个优势在产品质量以及过程质量中体现了出来。
2 工艺与研发
在这种背景下，德国布里斯滚珠有限公司和德国瓦格纳公司合作持续研发重载滚珠丝杠。一方面，通过进一步研究滚珠螺母的几何形状以及静力学参数，德国BLIS现可以生产丝杠直径200mm，滚珠直径30mm并带18圈循环的滚珠螺母；另一方面，通过使用特殊的螺母材料，丝杠的承载能力、额定载荷以及使用寿命都有了显著的提高。动载荷达到560t完全没有问题。
Z新产品技术参数如下：丝杠Z大直径200mm，所配滚珠Z大直径30mm，单根丝杠Z长12m，Z大型号螺母可以配18+6圈循环，轴向Z大载荷560t，预紧方向Z大载荷150t。这种丝杠的技术参数可以满足今后两年的主流机床的主要需求。
3 应用前景
通过持续的投资尤其是对滚珠轨道的精密加工技术的投资，丝杠的载荷还会进一步得到提高。另外，螺母材料的精细化也起到越来越重要的作用。两年以后，丝杠直径会达到250mm，Z大滚珠直径50mm，再加上使用上述的螺母结构，丝杠动载荷预计会达到1200t。这项计划会在今后两年内得到落实。
在过去的五年中，德国布里斯所生产的滚珠丝杠载荷增长了14倍。2006年布里斯丝杠动载荷是450kN，现在可以制造动载5600kN的滚珠丝杠。预计2012年，布里斯丝杠动载将达12000kN（约1200t），丝杠总长也从过去的6m增长到现在的20m。
10年前滚珠丝杠仅仅是作为机床控制的驱动元件，而现在它已逐渐用于重载领域的动力传输领域。时至今日，大家会在飞机装配车间、卡车轿车锻压车间，以及水闸操作等领域发现布里斯滚珠丝杠。
4 扩大生产、销售与服务能力
为了提高产品的性能，布里斯在过去五年间进行了大力重组，生产面积增加了五倍，因此，生产重点由恩纳佩塔市转到了乌珀塔尔。
生产工艺也做了相应的改进，尤其是硬体旋风铣技术和硬车技术。德国布里斯现属于上少数几家可以生产30mm滚珠，直径200mm，单根丝杠旋风铣长度10m的滚珠丝杠的生产商，并且占据这个领域的世界领先地位。
来源：《金属加工（冷加工）》2011年19期
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