ボールねじシステムはどのくらいの低温で動作可能ですか？最低温度要因

すべてのボールねじまたはボールねじ軸受システムに共通の最低動作温度はありません。安全な最低温度は、ボールナット、潤滑剤、シール、固定側および支持側ベアリング、カップリング、モーター、および周囲の機械構造を含む完全なアセンブリによって決まります。

多くの標準的な産業システムでは、温度が低下すると、潤滑剤が最初の実際的な制限になります。グリースが濃くなり、始動トルクが上昇し、潤滑油の行き渡りが遅くなります。ただし、低温グリースを選択しても、ボールねじアセンブリ全体が自動的に同じ温度に適した状態になるわけではありません。

「ボールねじベアリング」とは何ですか?

「ボールねじベアリング」というフレーズはさまざまな部品によく使用されるため、温度範囲について議論する前にコンポーネントを特定する必要があります。

完全な低温レビューには、ボールナット内の回転要素と、BK/BF、FK/FF、EK/EF またはその他のサポート構成で使用されるベアリングの両方が含まれる必要があります。

最低使用温度は、ねじ軸だけでなく、ボールねじアセンブリ全体についても確認する必要があります。

なぜ単一の最低温度がないのか

1 つのコンポーネントのデータシートに印刷されている温度が、自動的に組み立てられた軸の定格になるわけではありません。各成分の許容範囲は異なる場合があります。

システムの最小値は次のように表すことができます。

たとえば、機械鋼部品は低温でも使用可能であるが、選択されたボール ナット グリースは高温までしか指定されていないとします。別の承認された潤滑剤が選択され、アセンブリが再検証されない限り、グリース制限によりシステムが制御されます。

最低温度を確認するには、次の情報が必要です。

• システム停止中の最低周囲温度。
• モーターが軸を始動する必要がある最低温度。
• ウォームアップ後の連続動作温度。
• 冷却速度と温度サイクルの頻度。
• システムの動作中に内部熱が発生するかどうか。
• 負荷、速度、ストローク、加速度、デューティサイクル。
• 最低温度で必要な位置決め精度。

-30°C で保管され、-10°C に暖まった後にのみ起動される機械には、-30°C ですぐに起動して全負荷を実行する必要がある機械とは異なる要件があります。

通常、潤滑が最初のチェックである理由

温度が下がると、グリースの基油の粘度が高くなります。グリースは動きに抵抗し、ボールの循環経路内での分配が遅くなる可能性があります。これにより、システムが安定した動作状態に達する前にモーターの需要が増加する可能性があります。

コールドスタートトルクが急激に上昇する可能性がある

軸は、通常の暖機運転時よりも起動時にかなり多くのトルクを必要とする場合があります。モーターとドライブが室温での作動トルクのみから選択された場合、機械が失速したり、過負荷アラームがトリガーされたり、コールドスタート中に不規則に動作したりする可能性があります。

グリースの温度定格だけが基準ではありません

潤滑剤のデータシートには動作温度範囲が記載されている場合がありますが、印刷されている最低温度はすべてのボールねじで許容可能な始動トルクを保証するものではありません。グリースの種類、充填量、ネジのサイズ、ナットの予圧、速度、モーターのトルクはすべて実際の動作に影響します。

適合性を確認せずに潤滑剤を混合しないでください

標準グリースを低温用グリースに交換するには、基油の粘度、増ちょう剤の適合性、負荷容量、材料の適合性、および再潤滑手順を確認する必要があります。相性の悪いグリースを混合すると分離、軟化、硬化の原因となります。

過剰なグリースはコールドスタート耐性を悪化させる可能性があります

ボールナットまたはサポートベアリングを過剰に充填すると、不必要な撹拌抵抗が発生する可能性があります。低温では、この抵抗はより顕著になります。潤滑剤の量は、コンポーネントまたは潤滑剤の供給者の推奨事項に従う必要があります。

温度制限を設定するその他のコンポーネント

他のコンポーネントの最低温度が高い場合、ボールナットのグリースだけを交換するだけでは不十分です。

ボールねじは低温ではどうなるのですか?

寸法の契約

ねじシャフト、ナット、ボール、ベアリングハウジング、機械フレームは、温度が低下すると収縮します。コンポーネントが同様の材料を使用し、均一に同じ温度に達すると、一部の寸法変化が同様になる場合があります。ただし、実際の機械では、材質や温度勾配が異なると、アライメント、フィット感、プリロードが変化する可能性があります。

ネジの長さの変更

概算の計算として、熱的長さの変化は次のように推定できます。

鋼の場合、熱膨張係数の一般的な工学的推定値は約 11 ～ 12 × 10 です。⁻⁶/℃。 1,000mmの鋼製ネジを30℃に冷却すると、約0.35mm収縮します。正確なシステム誤差は、基準温度、取り付け配置、および補償方法によって異なります。

プリロードやクリアランスが変化する場合があります

低温になると常にプリロードが増加する、または常に減少すると言うのは正しくありません。結果は、材質、寸法、温度分布、ナットの構造によって異なります。広い温度範囲を対象とした精密またはプリロードされたアセンブリは、実際の動作温度で評価する必要があります。

暖気運転中に結露が発生する可能性がある

冷たい機械を暖かく湿った空気の中に移動すると、スクリューシャフト、ハウジング内部、またはシール付近に結露が発生することがあります。湿気は腐食を引き起こし、潤滑剤を汚染する可能性があります。温暖化の制御と環境保護が必要な場合があります。

衝撃荷重がより重要になる

グリースが厚く、材料の柔軟性が低下しているコールドシステムは、すぐに最大の加速や衝撃荷重を受けないようにしてください。鋼製コンポーネントが許容範囲内にある場合でも、始動抵抗が高いと、ナット、サポートベアリング、カップリング、モーターへのストレスが増加する可能性があります。

コールドスタート手順と検証

制御されたコールドスタート手順は、選択したアセンブリが必要な最低温度でスムーズに動作するかどうかを判断するのに役立ちます。

1. 完全なアセンブリの状態を調整します。ネジ、ナット、サポート、および機械構造が指定された試験温度に達するようにします。
2. 移動前に点検してください:シール、カバー、目に見えるグリースの状態、結露、氷の形成の可能性を確認してください。
3. 離脱トルクを測定します。温間運転トルクだけに頼るのではなく、動作を開始するために必要なトルクを確認してください。
4. 減速して開始します。すぐに最大加速度を加えずに、制御されたストロークで移動します。
5. モーター電流を監視します。コールドスタート電流をドライブおよびモーターの制限と比較します。
6. 全ストロークを確認します。走行中に抵抗値が異常に変化しないことを確認してください。
7. 温度サイクルを繰り返します。コールドスタートが 1 回成功しただけでは、冷却と暖気の繰り返しによる長期的な信頼性は実証されません。
8. 精度を再確認します:室温だけでなく、必要な動作温度でも位置決め性能を測定します。

低温選択チェックリスト

DLYで確認できること

DLY は、適合するボール ナットを備えた転造および研削ボールねじを供給します。一般的な精度オプションには、必要な仕様に応じた圧延 C7 および C10 および研削 C5、C3、または C0 が含まれます。ボールねじ軸の材質はS55C、ボールナットの材質は20CrMoです。

利用可能な製造サポートには次のものが含まれます。

• 直径、リード、ナットの種類と精度等級の確認。
• 製造および輸送条件が許せば、カスタム全長は最大 6 メートルです。
• BK/BF、FK/FF、EK/EFの軸端加工。
• 図面ベースのカスタム軸端加工。
• 出荷前にボールねじとナットを適合させます。
• 防錆油と輸出用梱包。

を表示します。DLY ボールねじシリーズ、または方法を確認してください温度は回転ボールナットシステムに影響を与えます。

よくある質問

標準ボールねじは−20℃でも使用できますか?

おそらくですが、温度だけでは適合性を確認するには不十分です。ボールナットのグリース、サポートベアリングのグリース、シール、モーターのトルク、負荷、速度、コールドスタートの要件をすべて確認する必要があります。

合成グリースを使用すると、−40℃での動作が自動的に許可されますか?

いいえ。潤滑剤の公表最低温度は低い場合がありますが、実際のボールねじの始動トルク、負荷容量、シール性能、およびサポートベアリングの限界については検証が必要です。

低温で動作させるにはモーターを大きくする必要がありますか?

モーターとドライブは、コンポーネントの負荷制限を超えることなく、十分なコールドスタート トルクを提供する必要があります。離脱トルクを測定し、抵抗の原因を特定する前に、単純にモーターのサイズを大きくしないでください。

ボールねじを始動前に予熱できますか?

一部の機械では制御された予熱が使用される場合がありますが、その加熱方法では不均一な熱膨張、潤滑剤の損傷、局所的な過熱を回避する必要があります。ウォームアップ手順はマシン設計の一部である必要があります。

保管温度と動作温度の違いは何ですか?

保管温度はシステムが静止しているときに適用されます。動作温度は、始動、移動、および荷重の運搬が必要な場合に適用されます。コンポーネントは、確実に起動できない温度で保管しても耐えられる場合があります。

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