Wat is een kogelomloopspindel?


The kogelomloopspindel bestaat uit een schroef en moer met bijpassende groeven en kogellagers die daartussen bewegen. Zijn functie is om roterende beweging om te zetten in lineaire beweging of om lineaire beweging om te zetten in roterende beweging. Kogelomloopspindel is het meest gebruikte transmissie-element in gereedschapsmachines en precisiemachines en heeft de kenmerken van hoge precisie, omkeerbaarheid en hoge efficiëntie. Vanwege de kleine wrijvingsweerstand worden kogelomloopspindels veel gebruikt in diverse industriële apparatuur en precisie-instrumenten.

Het verschil tussen kogelomloopspindel en spindel

Het fundamentele verschil tussen een spindel en een kogelomloopspindel is dat een kogelomloopspindel een kogellager gebruikt om wrijving tussen de moer en de spindel te elimineren, terwijl dat bij een spindel niet het geval is.

1. Andere structuur

Er zitten kogels in de kogelomloopspindel en een boogprofiel op de schroefas. Dit profiel zweeft op de as volgens een bepaalde lifthoek (lead-hoek). De kogel is ontworpen in de moer en rolt in het boogprofiel van de schroefas, waardoor er sprake is van rolwrijving.

Er zitten geen kogels in de trapeziumschroef, dus de beweging tussen de moer en de schroefas is volledig afhankelijk van mechanisch contact om glijden te veroorzaken, wat glijdende wrijving is.


2. Verschillende transmissie-efficiëntie

De wrijvingscoëfficiënt van rolwrijving is veel lager dan die van glijdende wrijving.

Zowel NSK als THK laten bijvoorbeeld zien dat de kogelomloopspindel een wrijvingscoëfficiënt heeft tussen 0,003 en 0,01, terwijl de spindel slechts een wrijvingscoëfficiënt heeft tussen 0,1 en 0,2.

Een ander voorbeeld: REXROTH laat zien dat de wrijvingscoëfficiënt van kogelomloopspindels tussen 0,005 en 0,01 ligt, terwijl de wrijvingscoëfficiënt van spindels tussen 0,2 en 0,3 ligt.

Dit is de reden waarom de transmissie-efficiëntie van de meeste kogelomloopspindels maar liefst 90% bedraagt, en sommige zelfs meer dan 95% bereiken, terwijl de transmissie-efficiëntie van de meeste spindels minder dan 70% bedraagt.

De transmissie-efficiëntie van de trapeziumvormige spindel is laag. Vanuit het perspectief van energie komt dit door glijdende wrijving, vooral bij hoge snelheid, die veel warmte genereert. Als de spindel of moer er niet tegen kan, zal deze "branden". De spindel is niet geschikt voor hoge snelheden en de maximale snelheid bedraagt ​​over het algemeen niet meer dan 3000 RPM.

De kogelomloopspindel genereert vanwege de rolwrijving niet zoveel warmte en de snelheid kan zeer hoog worden, zoals 10.000 RPM.

3. Verschillende zelfremmende

De theorie laat zien dat wanneer de transmissie-efficiëntie van de spindel groter is dan 50%, er geen zelfremmende werking is, en wanneer de transmissie-efficiëntie minder dan 35% is, er sprake is van zelfremmende werking. Daarom heeft de kogelomloopspindel geen zelfremmende eigenschap, terwijl de trapeziumvormige schroef een bepaalde zelfremmende eigenschap heeft.

Wat de toepassing in de Z-richting betreft, heeft de spindel het voordeel dat hij zelfremmend is. Uiteraard moet in de feitelijke situatie ook rekening worden gehouden met factoren als nauwkeurigheid en snelheid.


4. Verschillende productiematerialen

De kogelomloopspindel is over het algemeen gemaakt van roestvrij staal of gelegeerd staal, en de moer is over het algemeen gemaakt van koper, omdat koper een grote belasting kan dragen en tegelijkertijd de wrijvingscoëfficiënt klein is en een een bepaald zelfsmerend effect, net als sommige van onze gebruikelijke lineaire lagers of vliegtuigen. Skateboards, die ook koper gebruiken, zijn precies die reden.


De trapeziumvormige spindelas is ook gemaakt van roestvrij staal of gelegeerd staal. Voor moeren is het een beetje anders dan kogelomloopspindels. In veel gevallen worden voor spindelmoeren niet-metalen materialen gebruikt. Wanneer de belasting bijvoorbeeld laag is, worden over het algemeen synthetische technische materialen met een lage wrijvingscoëfficiënt en hoge temperatuurbestendigheid gebruikt, zoals nylon, racestaal, PEEK, VESPEL, PET, PPS en andere materialen, gemengd met Teflon (PTFE), om bereiken een lage wrijvingscoëfficiënt, tegelijkertijd heeft het een bepaalde hittebestendigheid.

5. Verschillende toepasselijke scenario's

De spindel heeft glijdende wrijving en een te hoge snelheid zal grote hitte genereren op het gewrichtsoppervlak, wat resulteert in verhoogde slijtage. Daarom is de spindel geschikt voor toepassingen met een laag gewicht en lage snelheidsvereisten. Tegelijkertijd is de spindel, vanwege zijn lagere precisie, vaak geschikter voor toepassingen die geen hoge precisie vereisen, zoals langzame overdracht, hantering, enz. Kogelomloopspindels daarentegen genereren weinig warmte en hoge precisie, en zijn over het algemeen meer geschikt voor toepassingen die vloeiende bewegingen, hoge efficiëntie, hoge precisie en langdurige continue of hoge snelheidsbewegingen vereisen, zoals halfgeleiderapparatuur.

6. Beroepsleven

Normaal gesproken is de oppervlaktewrijvingskracht van de rolwrijving van de bal klein. Dankzij verschillende reinigings- en onderhoudswerkzaamheden is de levensduur van de kogelomloopspindel langer dan die van de trapeziumvormige schroef.