| 替代传统丝杠中滚珠排列方式的滚珠混排技术在精度、温升和润滑方面都有了大幅改进，对加工环境的改善起到了有效的促进作用。 |
直线传动系统往往要求高速、高加速度、良好的定位精度、长的使用寿命、最少的维护以及长行程。常规丝杠中的滚珠是钢球与钢球排列的，这种形式具有一定的局限性，是由于滑动摩擦的存在与随之产生的局部温升。UMBRA独有的混排技术却从根本上解决了上述问题，丝杠中的滚珠是陶瓷球与钢球混和排列而成的，经过长期的实践这种方式能够提供理想的性能。这种新技术在机床、传送设备以及航空航天领域都有广泛的应用。UMBRA公司的混排技术丝杠的首次应用是1992年用于波音777的机翼，而且，截至目前为止已有25000个UMBRA混排丝杠应用于航空航天以及其他工业领域。对于这种技术的各种性能指标，均在实际应用中得到了证实。
图1 传统丝杠中滚珠的运动方式(左)，以及产生金属碎屑的接触区(右) |
图2 陶瓷球与钢球的混合运动方式(左)，以及洁净的接触区(右)
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混排技术原理
在常规滚珠丝杠中，钢球与钢球之间接触点的运动方向是相反的，由此所带来的球与球之间的摩擦为滑动摩擦，往往会加速钢球表面的磨损，同时也会在钢球与滑道之间产生较大的摩擦(图1)。而混排技术的丝杠中，每两个陶瓷球之间有一个相对直径略小的钢球，在这里钢球实际上是起着“保持架”的作用，从而改变了丝杠内部的运动状态(图2)。在这种情况下，纯钢球排列形式中球与球之间原本的滑动摩擦被滚动摩擦所替代了，这是由于在两个球的接触点上运动方向是一致的，这样也就减小了球与球之间的磨损。由于较小的磨损以及在钢球和陶瓷球之间良好的接触，使得滑道中不会再有由于磨损所带来的金属碎屑，如此便保证了一个理想的洁净的接触区域以及很好的赫兹压力分布，这些特点已经在数据分析以及实际使用中被充分地证明，这些特点所带来的好处非常适用于高速丝杠传动领域。各方面性能的改善
1. 效率
在一定的润滑条件下，采用混排技术的滚珠丝杠可以提供比普通滚珠丝杠更大的输出和运行效率。采用混排技术的滚珠丝杠的效率可达93%，而普通的滚珠丝杠只有88%。但这并不是主要的优势体现，更重要的是，采用混排技术的丝杠达到最大效率的时候仅为普通丝杠的1/3，这就意味着，混排技术将带来更快的响应速度。
图3 混排技术与普通滚珠丝杠进行比较
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图4 采用混排技术的滚珠丝杠定位精度更高
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图5 采用混排技术的滚珠丝杠使用的润滑油更少
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2. 温升
在同样的工作状态下(加速度以及速度)，采用混排技术的滚珠丝杠的温升明显优于普通的滚珠丝杠，这个结果无论在UMBRA的试验室中或是在客户的车间中都得到了充分的验证(图3)。3. 精度
低温升意味着可以使丝杠与螺母的导程在运行中保持恒定，也就带来了非常好的定位精度(图4)。4. 润滑
在使用润滑油(同样也作为冷却液)的情况下，混排技术的滚珠丝杠也可以使润滑油的用量减少(图5)。在使用脂润滑的情况下，由于这种技术所带来的球与球、球与滑道间良好的结束区域，使得润滑脂的使用寿命也大大延长。5. 冷却
通过多年的应用实践，采用这种混排技术的滚珠丝杠是不需要冷却系统的。6. 预紧力的维护
对于混排技术的丝杠，是不需要对预紧力进行维护和调整的，这是因为滚珠与滑道间的磨损可以忽略不计。7. 刚度
对于同样结构的丝杠，传统的钢球丝杠的刚度要略大于混排技术的丝杠。但是我们通过使用双头螺纹丝杠来提高刚度，并且使通过UMBRA进行优化处理的混排技术丝杠的刚度大于同等传统和钢球丝杠。
2019-06-26
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