Di bidang transmisi presisi, sekrup dan mur bola melingkar merupakan komponen inti. Mereka sangat diperlukan dalam sistem umpan peralatan mesin CNC, modul linier robot industri, dan mekanisme penentuan posisi instrumen presisi. Berbeda dari sekrup geser biasa, sekrup bola bundar menggantikan gesekan geser dengan penggulungan bola, yang tidak hanya meningkatkan efisiensi transmisi secara signifikan tetapi juga memastikan akurasi posisi yang sangat tinggi. Kualitas pergerakan dan kinerja penghentiannya secara langsung menentukan stabilitas operasional dan masa pakai seluruh peralatan. Menggabungkan pemrosesan praktis dan pengalaman aplikasi, artikel ini membahas pergerakan inti dan penghentian pengetahuan dari aspek struktur proses, poin-poin penting transmisi presisi, dan parameter spesifik pendukung, menghindari teori kosong dan berupaya menyelaraskan dengan kognisi dalam operasi sebenarnya.
I. Struktur Proses: Fondasi Pergerakan dan Penghentian Kinerja, Setiap Detail Mempengaruhi Presisi
Inti dari struktur proses melingkarsekrup bola dan mur bolaAdalah desain terkoordinasi dari "sekrup + mur + bola + perangkat sirkulasi". Teknologi pemrosesan dan parameter struktural setiap komponen berhubungan langsung dengan kelancaran, presisi, dan ketahanan pergerakan dan penghentian. Banyak orang menemukan dalam aplikasi praktis bahwa di antara sekrup bola dengan model yang sama, beberapa beroperasi dengan lancar tanpa macet, sementara yang lain rentan terhadap kebisingan yang tidak normal, macet, atau bahkan penyimpangan presisi. Hal ini pada dasarnya disebabkan oleh perbedaan dalam struktur proses dan presisi pemrosesan.
1. Badan Sekrup: "Kerangka" Transmisi Presisi, Teknologi Menentukan Presisi Dasar
Sekrup adalah inti transmisi, dan teknologi pemrosesannya secara langsung menentukan referensi presisi transmisi. Saat ini, material sekrup utama sebagian besar adalah baja bantalan kromium karbon tinggi SUJ2 atau baja bantalan GCr15SiMn. Setelah quenching dan tempering, spheroidizing annealing, dan-pengerasan induksi frekuensi menengah, jenis material ini dapat mencapai karakteristik "permukaan keras dan inti tangguh" - kekerasan permukaan dapat mencapai HRC58-62, memastikan ketahanan aus raceway, sementara inti mempertahankan ketangguhan yang cukup untuk menghindari patah ketika terkena beban bolak-balik jangka panjang (seperti torsi dan tekukan).
Tautan pemrosesan utama sekrup adalah penggilingan raceway. Bentuk penampang lintasan balap dibagi menjadi busur tunggal dan busur ganda, masing-masing dengan skenario yang dapat diterapkan. Proses penggilingan jalur balap busur tunggal-relatif sederhana, dan mudah untuk mendapatkan presisi pemrosesan yang tinggi, namun sudut kontaknya berubah seiring dengan perubahan beban aksial - semakin besar beban, semakin besar sudut kontak, dan efisiensi transmisi serta daya dukung juga akan meningkat. Sudut kontak jalur balap busur ganda pada dasarnya tetap 45 derajat tidak berubah, dengan stabilitas operasional yang lebih kuat. Bagian bawah raceway tidak bersentuhan dengan bola, yang dapat menyimpan oli pelumas dan sedikit kotoran, sehingga mengurangi gesekan dan keausan. Namun, koreksi, pemrosesan, dan pemeriksaan roda gerinda lebih sulit.
Selain itu, pemilihan rasio radius raceway terhadap diameter bola juga penting. Rasio yang umum digunakan dalam industri Tiongkok adalah 1,04 dan 1,11. Parameter ini secara langsung mempengaruhi daya dukung - jika rasionya terlalu besar, area kontak antara bola dan raceway terlalu kecil, sehingga rentan terhadap konsentrasi tegangan dan percepatan keausan; jika rasionya terlalu kecil, area kontaknya terlalu besar, yang akan meningkatkan hambatan gesekan dan mempengaruhi efisiensi transmisi. Biasanya, radius raceway dikontrol pada 1,4~1,6 kali diameter bola. Diameter nominal sekrup (diameter silinder yang menutupi pusat bola di bawah sudut kontak teoretis antara bola dan jalur balap) adalah dimensi karakteristiknya. Misalnya, model BSM4020 yang umum digunakan memiliki diameter nominal 40mm, yang secara langsung menentukan daya dukung dan dimensi pemasangan sekrup.
2. Nut : “Pembawa Penampung dan Sirkulasi Bola”, Struktur Menentukan Kelancaran Gerakan dan Berhenti
Fungsi inti mur adalah untuk menampung bola dan mewujudkan gerakan melingkar bola antara jalur sekrup dan jalur mur melalui perangkat sirkulasi. Desain struktural dan presisi pemrosesannya secara langsung mempengaruhi kelancaran sirkulasi bola, menghindari masalah seperti bola macet dan terjatuh. Bahan mur biasanya dicocokkan dengan sekrup, kebanyakan baja bantalan SUJ2. Dalam beberapa skenario ringan, digunakan-paduan aluminium berkekuatan tinggi atau plastik rekayasa, namun mur plastik memiliki ketahanan aus yang buruk dan hanya cocok untuk skenario-beban ringan dan-kecepatan rendah (seperti printer 3D).
Struktur utama mur adalah alat sirkulasi, yang terbagi menjadi sirkulasi internal dan sirkulasi eksternal. Ini juga merupakan perbedaan inti yang mempengaruhi pergerakan dan performa penghentian. Bola mur sirkulasi internal tidak pernah meninggalkan permukaan sekrup selama proses sirkulasi, dan mewujudkan sirkulasi melalui returner (alat pengembalian bola) di lubang samping mur. Mur biasanya dilengkapi dengan 3~6 pengembali, yang didistribusikan secara merata di sepanjang keliling, diatur secara terhuyung-huyung sebesar 60 derajat ~120 derajat. Ada tiga jenis returner: oblate, sirkular, dan matriks. Diantaranya, floating returner (mempertahankan jarak bebas 0,01~0,015 mm dengan lubang pemasangan dan mewujudkan pemosisian mandiri melalui pegas daun) memiliki kemampuan beradaptasi terbaik. Ini dapat otomatis dipasang ke saluran masuk dan keluar alur pengembalian bola, lebih andal pada operasi kecepatan tinggi, dan cocok untuk sistem umpan dengan presisi tinggi dan sensitivitas tinggi, namun tidak untuk skenario muatan berat dan muatan besar.
Bola mur sirkulasi eksternal akan meninggalkan jalur sekrup saat kembali, dan mewujudkan sirkulasi melalui selongsong, kanula, atau perangkat penutup ujung. Ukuran strukturalnya relatif besar, dan daya dukungnya lebih kuat, sehingga cocok untuk peralatan mesin-tugas berat-skala besar dan skenario lainnya. Namun, jalur sirkulasi bola panjang, kebisingan selama pengoperasian relatif besar, dan presisi sedikit lebih rendah dibandingkan jenis sirkulasi internal. Jumlah putaran kerja sirkulasi luar biasanya 1,5 putaran, 2,5 putaran, atau 3,5 putaran, dan maksimal tidak melebihi 4,5 putaran. Terlalu banyak belokan akan menimbulkan gangguan antar bola dan mempengaruhi kelancaran gerak dan penghentian.
3. Bola: "Media" Transmisi, Spesifikasi dan Presisi Menentukan Efisiensi Transmisi
Bola merupakan media transmisi inti yang menghubungkan sekrup dan mur. Akurasi dimensi, kekasaran permukaan, dan material secara langsung mempengaruhi efisiensi transmisi dan tingkat keausan. Bahan bola sebagian besar adalah baja bantalan GCr15, yang telah mengalami pendinginan, penggilingan, dan pemolesan. Kekasaran permukaan perlu dikontrol pada Ra0,02~0,05μm, dan toleransi dimensi harus mencapai level G3~G5, untuk menghindari gaya yang tidak rata dan kemacetan yang disebabkan oleh ukuran bola yang tidak konsisten.
Pemilihan diameter bola disesuaikan dengan diameter nominal sekrup dan ukuran raceway. Misalnya, untuk sekrup dengan diameter nominal 40mm, diameter bola yang umum digunakan adalah 6~8mm. Jumlah bola berhubungan dengan jumlah baris dan putaran mur. Semakin banyak jumlah bola, semakin kuat daya dukungnya, tetapi terlalu banyak bola akan meningkatkan gesekan timbal balik dan mempengaruhi efisiensi transmisi. Biasanya jumlah baris bola mur sirkulasi internal adalah 3~6 baris, dan sirkulasi eksternal disesuaikan dengan kebutuhan bantalan. Misalnya, jumlah baris akan bertambah dalam skenario{10}}beban berat, namun perlu dikontrol dalam rentang yang wajar untuk menghindari gangguan.