丝杠是将旋转运动转化为直线运动,它主要由螺杠和螺母两部分组成,当然如果是滚动类型的话,它会多出一种钢球或滚柱组成部分。螺杠是一种具有螺纹母线的长条状零件,而螺母则是一种外部具有螺纹母线的零件,螺母可以通过转动螺杠来移动沿螺杠的方向。丝杠可分为滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠三类,每个丝杠类型在不同领域上的应用有所差别,其性能上也会有所侧重点,那么通过丝杠的不同分类可以更好了解该零部件在机器人领域内的“大”作用。本期,Medtec ADTE有源医疗设备展为您带来机器人产业链分析——丝杠全景分析。
图片来源:光电图像学
一、丝杠——滑动丝杠
滑动丝杆,我们通常也会称它为梯形丝杠或ACME丝杠,是一种通过螺纹滑动摩擦传递运动的机械传动元件,其螺纹接触面积大,可承受高轴向负载,在反向负载时自动锁定,防止回退,具有高承载能力、低速重载适应性的特点。在精度上的优势并不明显,适用于普通级且非精密应用,但是结构简单,价格低廉,维护成本低。
应用场景:生产制造过程中慢速转移、搬运作业,例如注塑机顶杆、冲压机滑块、液压机、起重机、电梯导轨、矿山机械传动部件、农机具、纺织机械、简单自动化设备等。
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二、丝杠——滚动丝杠
滚动丝杠是一种通过滚动体(如钢球、滚柱)在螺杆与螺母之间滚动传递运动的机械传动元件,螺杆旋转时,滚动体沿螺旋槽滚动,将旋转运动转化为直线运动,同时通过滚动摩擦降低能量损耗。兼具高效率、高精度、长寿命的特点,它主要分类为滚珠丝杠、滚柱丝杠、行星滚柱丝杠三种。这里的行星滚柱丝杠其实是滚柱丝杠高性能类别的一种,作区分的原因在于随着研发的深入,它们在结构和性能上有了一定的区别。行星滚柱丝杠通常由多个滚柱呈行星状排列,与螺杆、螺母啮合,在承载能力、刚度、寿命等方面优于普通滚柱丝杠。
应用场景:用于高端机床、航空航天、机器人、电动汽车、3C 装备等场景,对性能要求极高。
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三、丝杠——静压丝杠
静压丝杠的核心原理是利用液体的静压力来减小螺纹间的摩擦力,通过液压系统将压力油注入螺纹牙上的油腔内,在螺母和丝杠之间形成一层高压液体膜,使两者不直接接触,这种液体膜能够均匀地承受外力,从而实现低摩擦、高精度的传动。其标准化程度高,能够获得很好油封及提高承载能力,但是工艺复杂、初期投入高。
应用场景:应用于高速插齿机、砂轮架的进给轴、其他重载场合、光刻机对准系统、六轴机器人末端执行器、激光切割头定位等场景。
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目前国内在超高精度的丝杠上仍存在一定瓶颈,主要依赖进口,被国外企业所垄断,智能制造是制造业未来的发展趋势,我们需将推动丝杠行业的技术创新和产品升级。通过引入先进的制造技术和信息化手段,可以实现丝杠制造过程的自动化、智能化和数字化,提高生产效率和产品质量。同时,智能制造还可以推动丝杠产品的个性化、定制化发展,满足市场多元化需求。
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