HIWIN上银Cool Type I滚珠丝杠的操作使用

一、核心结构与冷却原理（操作基础）

双重冷却设计

螺帽冷却：螺母内部嵌入螺旋冷却通道（孔径 φ4-6mm），冷却液（推荐去离子水或水 - 乙二醇混合液，浓度 30-50%）通过循环带走钢珠与滚道摩擦产生的热量，可降低螺母温度 20-30℃。

丝杠冷却：部分型号（如 R40-10K4-FSC）采用中空丝杠结构，冷却液从中心孔通过，进一步抑制丝杠热膨胀，确保长行程下的定位精度（热变形≤0.01mm/m）。

冷却参数：典型流量 2.5-5L/min，入口温度控制在 20-25℃，压力 0.2-0.5MPa，建议配套闭式冷却机（如 HIWIN CL-2000）。

动态性能优化

超高 Dm-N 值：可达 200,000（Dm 为丝杠中径，N 为转速），最高线速度 45m/min，比传统丝杠提升 50%。

预压稳定性：冷却系统可将螺母温度波动控制在 ±2℃以内，避免因热膨胀导致预压变化，确保长期刚性（轴向刚性≥25N/μm）。

二、安装操作：冷却系统与机械精度协同控制

1. 安装前准备

清洁与工具：用无水乙醇清洗丝杠螺纹面和螺母冷却通道，确保无杂质；准备激光对中仪（同轴度≤0.02mm）、扭矩扳手（精度 ±3%）、液压压入工具（如 HIWIN P-002）。

冷却系统测试：

用压缩空气（0.3MPa）吹扫冷却管路，确认无堵塞；

连接冷却机进行泄漏测试（压力 0.6MPa，保压 10 分钟压降≤0.05MPa），避免运行中冷却液渗入滚珠轨道。

2. 机械安装步骤

支撑座定位：

固定丝杠两端轴承座（推荐 HIWIN BNH 系列角接触轴承，接触角 45°），用百分表校准安装面平面度≤0.01mm/100mm，粗糙度 Ra≤1.6μm。

安装螺母组件时，禁止直接敲击螺母或冷却管路，需通过夹具沿轴线缓慢压入，确保螺母与轴承座同轴度≤0.015mm。

冷却管路连接：

使用 PTFE 软管（内径 φ6-8mm）连接螺母进出口，管接头扭矩控制在 8-12N・m（如 HIWIN S-001 接头）；

管路需远离热源，并采用金属卡箍固定（间距≤300mm），避免振动导致接口松动。

3. 预压调整与验证

双螺母垫片法：通过研磨垫片厚度（精度 ±0.005mm）控制预紧力，例如 R25-10T2 型号中预压（轴向刚性 25N/μm）对应垫片厚度 15.02±0.005mm。

热态验证：

空载运行 30 分钟，冷却系统同步开启，用红外测温仪检测螺母温度≤45℃（环境温度 25℃时）；

温度稳定后，用激光干涉仪校准定位精度（允许偏差≤±0.008mm/300mm），若超差需重新调整预压。

三、运行操作规范：冷却与润滑协同管理

1. 启动与润滑

低速试运行：启动以 10% 额定转速（如 400rpm）运行 5 分钟，观察振动（振幅≤0.05mm）和噪音（≤75dB），同时监测冷却液流量（需≥设定值的 90%）。

强制润滑：

润滑脂：采用 HIWIN AG-612 高温锂基脂（滴点≥260℃），填充量为螺母内部空间的 1/3，每运行 150km 或 6 个月补充一次（因冷却延长润滑周期）。

润滑油：高速场景（>2000rpm）建议外接循环润滑系统，使用 ISO VG 68 齿轮油，流量 0.3cm³/min，与冷却系统同步启停。

2. 负载与温度管理

平稳加载：通过 PLC 设置 S 型加减速曲线，加速度≤2m/s²（大导程≥20mm 时≤1m/s²），避免钢珠因惯性脱离循环轨道。

实时监控：

温度：螺母温度超过 60℃时触发报警，需检查冷却流量或负载是否超限；冷却液出口温度与入口温差应≤5℃。

电流：电机电流波动超过额定值 15% 时，可能是机械卡滞或预压过大，需停机检修。

3. 禁止操作行为

禁止在冷却系统未启动时运行丝杠，防止过热导致钢珠退火；

禁止用尖锐工具触碰丝杠螺纹面或冷却管路，避免损伤冷却通道；

禁止在运行时调整冷却流量，需停机并释放负载后操作。

四、维护保养：冷却系统与机械部件的双重维护

1. 定期检查项目

每周：

清洁丝杠表面粉尘，用软毛刷清理螺母冷却通道进出口；

检查冷却管路接口是否渗漏，冷却液液位是否在刻度线范围内（建议每月补充 1-2L）。

每月：

用激光干涉仪校准定位精度（允许偏差≤±0.008mm/300mm），若超差需重新调整预压；

检测电机与螺母的同轴度，偏差超过 0.03mm 时需重新对中。

每季度：

拆卸螺母，用超声波清洗机（溶剂为 IPA）清洗内部钢珠和滚道，检查磨损（钢珠表面粗糙度 Ra≤0.05μm）；

更换冷却液（建议每年更换一次），并冲洗冷却管路（使用去离子水以 1.5 倍流量循环 30 分钟）。

2. 易损件更换周期

冷却管路：高温环境（>80℃）或高振动场景建议每 12 个月更换；

支撑轴承：累计运行 1500 小时后，用振动检测仪（如 HIWIN V-001）检测，振动值超过 5mm/s 时需更换；

密封圈：冷却接口密封圈每 24 个月或发现泄漏时更换（如 HIWIN O-001 密封圈）。