日本精工开发出了机床用工作台摆动工作时不易发生微动磨损的“双轴高加减速摆动工作台”。

微动磨损是指在滚动要素摆动工作时,因两个接触面相对反复的微小滑动而产生的摩损。NSK通过改进构成工作台的滚珠丝杠轴承、直线导轨及滚珠丝杠,成功地提高了抗微动磨损性能。

如果滚动要素因摆动而持续轻微晃动,润滑油就难以供给整个接触面,从而会发生微动磨损。为了防止这种现象,该公司此前通过切换成假指令的往复运动(安装假指令周期),然后向接触面供给润滑油。但考虑到生产效率,希望尽可能省去这一步骤。所以,此次对三种机械要素分别进行了改进。

首先改进的是滚珠丝杠轴承。滚珠未采用钢材料,而是由陶瓷(氮化硅)制成。在旋转速度为80min-1、摆动角度为2.5°、以“NSKGREASEAS2”润滑的条件下进行试验时,原来的钢球24小时内便会发生微动磨损,而陶瓷滚珠400小时也没有问题。“如果都是金属的话,由于相互吸引,因此很容易发生微动磨损。将滚珠的材质由钢转换为陶瓷,可将抗微动磨损性能提高一大步”。

其次改进直线导轨。NSK将滚动体由滚珠转换成了滚子。采用滚珠时,由于为点接触,容易滑动,因此易发生微动磨损。而采用滚子时,则形成线接触,因此不容易滑动,即不易发生微动磨损。

最后改进滚珠丝杠。滚珠有钢滚珠和陶瓷滚珠,润滑油有“NSKGREASEAS2”和“NSKGREASENF2”,将这些分别组合进行比较。具体地,滚珠和润滑油分别采用(1)钢滚珠和“NSKGREASELR3”;(2)钢滚珠和“NSKGREASENF2”;(3)陶瓷滚珠和“NSKGREASELR3”。此处的润滑油“NSKGREASENF2”采用了低粘度基油、流动性能好的增稠剂以及抗磨损性能高的添加剂,其抗磨损性能比“NSKGREASELR3”高。

针对这3种情况,在旋转速度0.6min-1、行程0.02mm、摆动角度0.45°、摆动时间400小时(300万周期)的条件下进行摆动试验,其结果表明,标准规格的(1)发生了2~3μm的微动损耗,(2)的微动损耗不足1μm,而(3)可以认为几乎没有微动损耗。即对微动磨损预防,(2)和(3)比较理想。当然,成本为(3)最高。