HIWIN上银重负荷滚珠丝杠的操作使用

一、使用前的核心准备：选型匹配与安装精度（重负荷场景关键前提）

重负荷滚珠丝杠的性能依赖 “选型适配" 与 “安装精度"，错误操作会直接导致早期磨损或损坏，需优先完成以下步骤：

1. 选型与负载确认（避免超载是基础）

负载匹配：确认实际负载（包括轴向负载、径向负载、倾覆力矩）不超过丝杠的额定动负载（C） 和额定静负载（C0） 。

轴向负载：重负荷场景需计算 “等效动负载（P）"，公式参考 HIWIN 技术手册（P = fP × (Fa + fR × Fr)，其中 fP 为负载系数，重负荷取 1.2~1.5），确保 P ≤ C/1.2（安全系数≥1.2）。

径向负载与倾覆力矩：重负荷丝杠虽可承受一定径向力，但需控制径向负载≤0.05× 轴向负载，倾覆力矩≤额定倾覆力矩（如 Q32 系列倾覆力矩约 1200N・m），否则需加装导向轴辅助承重。

转速确认：实际运行转速≤“临界转速（Nc）"（Nc = 120000 / L，L 为丝杠支撑间距，单位 mm），避免高速下共振导致断裂。

2. 安装前检查与准备

配件检查：确认丝杠本体、螺母、支撑轴承（如 HIWIN BNH 系列角接触球轴承）、防尘罩（重负荷常用金属伸缩罩或加强型风琴罩）、润滑配件（注油嘴、油管）完整无损伤，丝杠螺纹面无划痕、锈蚀。

安装环境清洁：重负荷设备（如重型机床）安装现场易有铁屑、粉尘，需提前清理安装面（丝杠座、电机座），用酒精擦拭丝杠螺纹面和螺母内孔，避免杂质进入导致磨损。

工具准备：需使用高精度工具（如百分表、激光干涉仪、扭矩扳手），禁止用铁锤、凿子等蛮力工具敲击丝杠。

二、安装操作：精准定位与受力均匀（重负荷下安装偏差容忍度更低）

重负荷滚珠丝杠的安装精度直接影响传动效率和寿命，需严格遵循 “基准对齐、分步固定、精度校准" 流程：

1. 支撑轴承座安装（控制同轴度）

固定基准：先安装丝杠两端的支撑轴承座（如固定端用双列角接触轴承，自由端用深沟球轴承），确保轴承座安装面与丝杠轴线垂直偏差≤0.01mm/m，两轴承座中心的同轴度≤0.02mm（用百分表检测）。

扭矩锁紧：轴承座螺栓需按 HIWIN 推荐扭矩锁紧（如 M12 螺栓扭矩约 30~35N・m），避免过紧导致轴承座变形，过松导致运行时窜动。

2. 丝杠本体安装（控制平行度与预紧）

丝杠吊装：重负荷丝杠（如 Q40 系列单根重量可达 50kg 以上）需用吊装带（避免直接接触螺纹面）或专用夹具吊装，禁止单手搬运，防止丝杠弯曲变形。

平行度校准：将丝杠放入轴承座后，用百分表检测丝杠母线与设备导轨的平行度≤0.015mm/m（轴向）、≤0.01mm/m（径向），若偏差超标，通过调整轴承座垫片（厚度 0.01~0.1mm）修正。

螺母与工作台连接：螺母通过法兰与工作台固定，需确保螺母法兰面与工作台安装面贴合紧密（间隙≤0.005mm），螺栓对称锁紧（扭矩按推荐值，如 M10 螺栓约 15~20N・m），避免螺母受力不均导致 “偏载"，加速螺纹磨损。

3. 电机与丝杠连接（控制同轴度）

联轴器安装：重负荷场景常用刚性联轴器（如 HIWIN CL 系列）或弹性联轴器（如膜片联轴器），安装时确保电机轴与丝杠轴的同轴度≤0.02mm（径向偏差）、≤0.01mm（端面跳动），偏差过大会导致电机负载过大，丝杠轴承过热。

无隙连接：若需定位精度≤0.01mm，需对丝杠进行 “预紧"（通过双螺母预紧或单螺母预拉伸），预紧力按负载的 10%~15% 设定（如轴向负载 100kN，预紧力取 10~15kN），具体参考 HIWIN 预紧指南。

三、运行操作规范：平稳加载与状态监控（重负荷下避免冲击）

重负荷滚珠丝杠运行时需避免 “突然加载、过载运行、无润滑启动"，需遵循以下操作原则：

1. 启动阶段：低速试运行与润滑确认

低速启动：启动时，以10% 额定转速（如额定转速 1000rpm，先以 100rpm）运行，空载往复移动 3~5 个行程，观察是否有异响（如 “咔咔" 声可能是安装偏差，“嗡嗡" 声可能是润滑不足）、振动（振幅≤0.05mm）。

润滑检查：启动前通过注油嘴注入 HIWIN 推荐的重负荷专用润滑脂（如 HIWIN AG-612 或 PG-210，耐高温、抗极压），确保润滑脂填充量为螺母内部空间的 1/3~1/2，禁止无润滑运行（会导致螺纹面瞬间磨损）。

2. 运行阶段：负载与温度监控

平稳加载：重负荷设备（如冲压自动化线）需避免 “突然启停、瞬间反向"，通过 PLC 设置 “加速 / 减速曲线"（如 S 型曲线），使负载逐步增加，防止冲击负载超过额定静负载（导致丝杠变形）。

温度监控：运行中用红外测温仪检测丝杠螺母和轴承座温度，正常温度≤60℃（环境温度 25℃时），若超过 70℃，需停机检查（可能是润滑不足、安装偏差或超载），禁止高温运行（会导致润滑脂失效，金属软化）。

负载监控：通过设备的扭矩传感器或电机电流监控负载，若电流突然增大（超过额定电流的 1.2 倍），需立即停机，排查是否有异物卡阻或负载超标。

3. 禁止操作行为

禁止在丝杠运行时用手触摸螺纹面或防尘罩（防止夹伤或卷入）；

禁止在无防尘罩的情况下运行（重负荷场景易有铁屑、冷却液侵入，导致 “磨粒磨损"）；

禁止将丝杠作为 “支撑结构" 使用（如踩踏、放置重物），避免弯曲变形。

四、日常维护：延长寿命的关键（重负荷下磨损更快，维护周期更短）

重负荷滚珠丝杠的维护频率需根据使用环境调整（如机床场景建议每日检查，粉尘环境建议每班次检查），核心维护内容如下：

1. 润滑维护（最核心）

润滑周期：

清洁环境（如新能源电池装配线）：每运行 100km 或每周补充一次润滑脂；

恶劣环境（如机床切削区）：每运行 50km 或每 3 天补充一次，每月更换一次润滑脂（拆卸螺母，清理旧油脂，重新填充）。

润滑方法：使用高压注脂枪（压力≥5MPa）通过注油嘴注入，确保润滑脂能渗透到滚珠与滚道接触点，避免仅表面涂覆。

2. 清洁与防尘维护

防尘罩检查：每日检查防尘罩是否破损、伸缩是否顺畅，若有裂缝（如金属伸缩罩变形），需立即更换（防止铁屑、冷却液进入螺母内部）；

丝杠清洁：每周用软毛刷（禁止金属刷）清理丝杠螺纹面的粉尘，若有切削液残留，用酒精擦拭后重新涂覆润滑脂。

3. 精度定期校准

每月检查：用百分表检测丝杠的定位精度和重复定位精度，若偏差超过允许值（如重负荷机床定位精度允许偏差≤0.02mm/1000mm），需通过电机编码器补偿或重新调整安装精度；

每季度校准：用激光干涉仪进行全面精度校准，记录数据，若精度漂移过大（超过 0.03mm），需排查是否有丝杠磨损、轴承老化，必要时更换配件。