润滑系统常见的故障及原因分析(滚珠丝杠传动系统的典型故障分析)
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润滑系统常见的故障及原因分析(滚珠丝杠传动系统的典型故障分析)
滚珠丝杠传动系统是机械传动的关键部分。它广泛应用于机床、塑料机械、木工机械、自动化等行业。了解滚珠丝杠系统故障的典型形式和原因，对合理设计产品、提高工作寿命、降低设备故障率有很大帮助。
滚珠丝杠传动系统主要包括滚珠丝杠、螺母、滚珠、换向器、密封件等部件。滚珠丝杠传动系统的典型损伤失效模式一般分为表面损伤、严重变形和断裂失效三种。
表面损伤失效是指机械设备由于机械零件的表面损伤而不能正常工作或失去精度的现象。主要包括：接触疲劳失效、磨损失效和腐蚀失效。接触疲劳失效是指零件在滚动或滚滑复合运动时，由于交变接触载荷作用，使表面材料疲劳断裂形成点蚀或剥落的现象。具体来说，在螺母的工作面、丝杠和滚珠的滚道上发生点蚀，材料剥落。
原因：长期超负荷运行；产品缺陷：如材质、硬度、滚道表面粗糙度等；润滑问题：润滑油粘度和用量使用不当；固体颗粒的侵入，循环作用引起的疲劳破坏；不及时修理或维护不当；老化设备等。
措施：选择合适的滚珠丝杠产品；优化润滑方式，选择合适的润滑剂和润滑量；确保安装时零件和环境的清洁度，优化密封结构；定期进行产品保养，及时更换疲劳产品。
磨损失效是指由于表面之间的相对滑动摩擦导致金属在其工作表面上不断磨损而引起的失效。持续的磨损会逐渐损坏零件并最终导致滚珠丝杠系统中的精度损失和其他相关问题。磨损失效是常见的失效形式之一，通常按磨损形式分为磨粒磨损和粘着磨损。
磨粒磨损是指由于外来硬质颗粒或异物或金属表面磨屑在滚动工作面之间的摩擦而产生的磨损，常在工作面上造成沟状划痕或凹痕。具体表现为滚珠丝杠系统剧烈振动并发出噪音；球运动受阻，螺母卡死；滚珠丝杠和螺母的滚道工作面有凹凸不平的凹坑和局部剥落。
原因：密封不当或金属颗粒等造成的损坏，异物侵入；安装或工作环境不洁，造成污染；润滑剂不合适等。
措施：选择合适的密封形式，及时更换损坏的密封；改进运输、安装和使用的方法和条件；选择合适的润滑剂并及时更换。
粘着磨损是指由于摩擦面上的微小突起或异物而使摩擦面受力不均。当润滑条件严重恶化时，由于局部摩擦产生局部摩擦热，导致摩擦面和材料焊接局部变形。轻微的粘着磨损称为粘着，严重的粘着磨损称为粘着。具体表现为球或滚道变得粗糙；接触面被划伤，材料被卷起。
原因：滚珠进出轴承区时速度变化过快；润滑剂的类型和用量不合适；异物侵入，滚珠受阻；进水等。
措施：根据工况选择合适的滚珠丝杠产品；选择合适的润滑剂和润滑量。
摩擦副双表面在相对滑动过程中，表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，机械作用引起的材料损伤称为腐蚀穿。具体表现为滚道工作面上不均匀的坑状锈斑或与滚珠螺距相同的锈蚀，滚珠丝杠整体锈蚀腐蚀。
原因：储存或使用不当、进水、腐蚀性物质等；温差大，形成冷凝水；密封失效；不合适的润滑剂和防锈剂等
措施：在储存和使用过程中尽可能避免接触水和腐蚀性物质；提高密封性；使用抗腐蚀性强的润滑剂；临时不用或停止时，采取正确的防锈措施。
过度变形失效是指零件在工作过程中变形超过允许值，导致整个机械设备不能正常工作的现象，或产品质量严重变差的现象。具体表现为滚珠丝杠、螺母滚道严重变形；滚道工作面上出现相同球距的压痕。
产生原因：静载荷过高；运输或使用不当，受到较大冲击载荷；异物进入造成运行阻塞等
措施：选择合适的产品；正确运输和使用产品；密封性的改善等。
断裂失效是指零件断裂，整个机械设备不能工作的现象。分为因外载荷或冲击载荷超过材料强度极限而引起的疲劳断裂和过载断裂。具体表现为滚珠丝杠、螺母局部脱落或整体裂纹明显；滚珠坏了，反向器损坏。
原因：负载过大；安装不良、丝杠倾斜、挠度过大；使用不当、冲击振动、瞬时负荷过大；转速过快，加减速过快；异物污染导致球运动受阻；材料缺陷、制造不良等。
措施：选择合适的产品；采用正确的安装方法；检查应用条件，如负载、操作和温度等；避免冲击和振动；选择合适的密封产品；选择合适的润滑剂和润滑量等。
从故障实例分析可以看出，滚珠丝杠系统发生故障的原因是多方面的，也可能是一种损坏故障的形式多种因素的组合。为了最大限度地提高产品的利用率，在选型时，在设计和使用滚珠丝杠传动系统时应注意以下因素。
1)正确的安装安装程序和工具；产品及安装环境应清洁；滚珠丝杠系统与其周边设备的配合应避免过紧或过松；安装直线度应符合标准，避免倾斜；
2）滚珠丝杠在以下环境中使用时应采取相应的保护措施：过热；大量灰尘和污垢；电导率；水分;腐蚀性化学品（如冷却液）等；
3)工作状态下的外部负载是否超过额定负载；避免冲击和振动；注意螺杆系统的临界转速，避免超速；含有固体颗粒）；确定合适的润滑方式和润滑量，避免润滑不足或过度润滑等。滚珠丝杠的类型【上海慧腾】
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