按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例,滚珠丝杠(已基本取代梯形丝杆,俗称丝杆)是用来将旋转运动转化为直线运动;或将直线运动转化为旋转运动的执行元件,并具有传动效率高,定位准确等。
滚珠丝杆的概念
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件,主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,由于具有很小的摩擦阻力,滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。常用的循环方式有外循环和内循环两种。滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。具有高精度、可逆性和高效率的特点。
人们应用螺杆来做传动的历史其实不算很长,传统上的螺杆一直有定位不佳、易损害的情况。直到公元1898年人们首次尝试将钢珠置入螺帽及螺杆之间以滚动摩擦取代滑动摩擦,来改善其定位不佳及易损害的情况。1940年更将滚珠螺杆置于在汽车转向装置上,更为滚珠螺杆的应用上的巨大革命,并逐渐取代传统艾克姆螺杆(ACME)。直到近年来,滚珠螺杆已成为产业界使用最广的零组件之一。
按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例,滚珠丝杠(已基本取代梯形丝杆,俗称丝杆)是用来将旋转运动转化为直线运动;或将直线运动转化为旋转运动的执行元件,并具有传动效率高,定位准确等。当滚珠丝杠作为主动体时,螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动,被动工件可以通过螺母座和螺母连接,从而实现对应的直线运动。
滚珠丝杠轴承为适应各种用途,提供了标准化种类繁多的产品。广泛应用于机床,滚珠的循环方式有循环导管式、循环器式、端盖式。预压方式有定位预压(双螺母方式、位预压方式)、定压预压。可根据用途选择适当类型。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠(精度分为从CO-C7的6个等级)和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承(精度分为从C7-C10的3个等级)。另外,为应付用户急需交货的情况,还有已对轴端部进行了加工的成品,可自由对轴端部进行追加工的半成品及冷轧滚珠丝杠轴承。
作为此轴承的周边零部件,在使用所必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已被标准化了,可供用户选择使用。滚珠丝杠轴承以多年来所累积制品技术为基础,从材料、热处理、制造、检查至出货,都是以严谨的品保制度来加以管理,因此具有高信赖性。
常用的循环方式有两种:外循环和内循环。滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环;始终与丝杠保持接触的称为内循环。滚珠每一个循环闭路称为列,每个滚珠循环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种,每列只有一圈;外循环每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等几种。滚珠丝杠知名品牌:韩国:SBC(太敬)、日本:NSK、 THK、IKO、瑞典:SKF、schneeberger施尼博格、台湾:HIWIN(上银)、TBI、ABBA、LSK、PMI银泰、德国:亿孚、Rexroth力士乐。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国滚珠丝杠市场发展调研与投资可行性报告》显示:
滚珠丝杠多应用于精密控制部位,对材料、设计、制造等环节的要求较高,目前仍以NSK、THK、SKF等外资企业为主导,据华经产业研究院数据,滚珠丝杠CR5市占率达到约46%,其中日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约70%的市场份额。
数据显示,2016-2020年,全球滑动轴承市场规模CAGR达12.80%,2020年年全球滑动轴承市场规模约141亿美元,在轴承产业中占比约为11.90%;国内滑动轴承行业预计维持较高增长,2026年市场规模有望达240.40亿元。其中,自润滑轴承具备耐重载、成本低、免维护、结构简单和静音性好等优势,是最具生命力的轴承类型之一。
滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90~180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内,而润滑油通过壳体上的油孔注入螺母空间内。滚珠丝杠副和其它滚动摩擦的传动元件,只要避免磨料微粒及化学活性物质进入,就可以认为这些元件几乎是不产生磨损的情况下工作的。但如果在滚道上落入脏物,或使用肮脏的润滑油,不仅会妨碍滚珠的正常运转,而且使磨损急剧增加。
从市场格局来看,目前国内滚珠丝杠仍以外资品牌为主,行业存在较大供需缺口,滚珠丝杠国产化率有望迎来提升。从下游行业来看,滚珠丝杠广泛应用于数控机床等行业,未来滚珠丝杠业务有望成为新的增长方向。
人形机器人的关节分为旋转关节与线性关节,其中“伺服电机+滚珠丝杠+力矩传感器”为线性关节提供了良好的解决方案,有助于提升人形机器人的关节性能。滚珠丝杠广泛应用于数控机床、机械等行业,2022年估计全球滚珠丝杠市场规模达18.59亿美元,同比增长6.23%,国内滚珠丝杠市场规模达28.00亿元,同比增长9.38%。未来伴随机器人产业发展,以人形机器人为代表的产品有望成为滚珠丝杠的新需求爆发点。
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2023-2028年中国滚珠丝杠市场发展调研与投资可行性报告
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件,主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用...
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