滚珠丝杠磨损因素

材料选用优质GCr15钢。滚珠丝杠的传动功能是通过钢球在滚道内滚动时带动螺母运动的。由于一般企业采用的钢球硬度达60HRC，这就要求滚道表面的硬度必须为58~63HRC，硬度太低则滚道不耐磨，硬度超过上限则会大大降低淬火硬化层的力学性能，会在滚道表面产生磨削的裂纹，甚至造成丝杠断裂。对于滚珠丝杠淬火硬化层深度要求，是基于丝杠耐磨性和长期反复运动的需求，为了保证其能很好地达到设计使用寿命。在对滚珠丝杠淬火硬化层组织的要求中，特别强调马氏体组织必须控制在1~4级，即隐针状马氏体，不允许出现粗针状马氏体。根据生产经验，类似滚珠丝杠这样精密的滚动轴承类产品，如果淬火组织过粗则有可能在后续的磨削加工中产生裂纹。对于滚珠丝杠编码感应淬火径跳的要求是基于两方面的原因：一是丝杠精度的要求；二是大批量产品生产的要求。在淬火过程中产生的径跳超过要求，会影响丝杠的批量加工精度。而且淬火过后的丝杠硬度高、脆性大，校正工作难度较大，不利于产品的大批量生产，因此要求淬火时对丝杠径跳进行严格的控制。

        滚珠丝杠副磨损是指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。持续的磨损使各零件逐渐损坏，并最终导致丝杠系统的精度丧失及其他相关问题。按磨损形式通常又分为磨粒磨损和粘着磨损。

 （一）磨粒磨损

磨粒磨损指滚动工作表面之间挤入外来硬质颗粒或异物或金属表面磨屑相互摩擦而引起的磨损，常在工作表面造成梨沟状的擦伤或凹痕。其表现为丝杠系统运行剧烈颤抖，有噪声；滚动运动阻滞，螺母卡死；丝杠、螺母的滚道工作表面有不均匀凹坑，局部剥离。

       产生因素：密封不合适或损坏造成金属颗粒等异物侵入；安装或工作环境不清洁，造成污染；润滑剂不合适等。措施：选择合适的密封形式，及时更换受损密封件；改善运输、安装与使用方法和条件；选用合适润滑剂并及时更换等。

（二）粘着磨损

      粘着磨损是指由于摩擦表面的微显凸起或异物使摩擦受力不均，在润滑条件严重恶化时，因局部摩擦生热，造成摩擦面局部变形和材料焊合现象。轻微的粘着磨损称为擦伤，严重的粘着磨损称为咬合。具体表现为滚珠或滚道变粗；接触面擦伤、材料卷起。

       产生因素：滚珠在进入与离开承载区时急剧变速；润滑剂的种类与用量不合适；异物侵入，滚珠滚动受阻；有水侵入等。措施：根据工况选用合适的丝杠产品；适用合适的润滑剂和润滑量；改善密封等。

      丝杠和螺母采用相同的材料和热处理工艺，硬度基本相同。虽然螺母滚道面的工作时间比丝杠轴滚道面长，但是实践中却发现，丝杠轴的磨损明显大于螺母，致使丝杠副的有效寿命大大缩短。接触应力理论分析表明，虽然滚珠与丝杠滚道和螺母滚道的接触压力相同，但由于接触曲率不同，其接触应力存在较大差异，滚珠与丝杠滚道的接触应力要大于滚珠与螺母滚到的接触应力，接触应力的差异导致二者摩擦特性不同，这是丝杠滚道磨损较快的一个重要原因。根据弹流润滑理论计算的最小油膜厚度值表明，滚珠与丝杠滚道和螺母滚道接触副之间无显著差异，但丝杠为细长轴类零件，刚度较低，在磨削过程中由于振动会导致精磨表面的粗糙度值较高，因而其润滑状态要比螺母滚道更恶劣。另外，在高温状态下，离心力的作用可能会导致润滑油脱离丝杠滚道，造成丝杠滚道润滑状态进一步恶化。接触应力大且润滑状态差，这两者综合作用的结果导致了丝杠滚道磨损过快，影响了丝杠副的有效寿命。