精机产品・技术报告：高负载驱动用滚珠丝杠HTF系列

1.HTF系列的特点和技术

• 1.超高负载
  针对高负载用途特殊设计的内部规格，和本公司标准品相比，额定载荷大幅提高。
• 2. 优异的耐久性
  采用超高载荷容量，且对螺母内的负载分布进行了均一化设计改善（专利申请中），并选定了高负载用润滑脂，大幅提高来耐久性。
• 3. 针对使用条件的选型技术
  针对高载荷，小行程等使用条件，滚珠丝杠选型和寿命计算等技术水平显著提高，NSK可对选型方案详细计算分析。
• 4. 丰富的系列组合
  在轴径45～140mm，导程10～25mm范围内的组合中，同有34种标准规格。
  ◆精度等级（JIS）：C5、Ct7级
  同时，可以对应高摩擦力矩传递所需的各种轴端形状（键槽，角型花键，复杂花键，直齿齿轮等）
  非标准规格请与NSK联系。

1.1超高负载容量

随着高载荷用特殊的沟槽形状/尺寸使用及钢球径增大，额定载荷大幅提高。

1.2螺母内负载分布的均一化

• (1) 螺母内负载钢球的分布状态一般存在3次元的不平衡，因此负载分布会产生不均匀的状态。
  →对策[1-1][1-2]:通过对钢球循环的配列进行最优化设计，螺母内的钢球分布接近对称，由此实现了负载分布均一化。
• (2) 高载荷情况下，丝杠轴、螺母的轴向伸缩不能忽略，受此影响负载分布不均匀。
  →対策[2] :为了使丝杠轴、螺母各自的影响相互抵消，丝杠轴、螺母的刚度达到平衡的同时，通过将施加给两者的载荷作用点作用于相反侧，实现了负载分布的均一化。

负载分布均一化的对策[1-1]

通过将钢球循环管的设计为180 °相位分布，达到了径向载荷平衡。

负载分布的均一化对策[1-2]

通过将钢球循环管在轴向的分布设计为左右对称，达到了偏转力矩平衡。

负载分布的均一化对策[2]

如下图（A）所示，丝杠轴、螺母的负载作用点设置到相反侧，丝杠轴和螺母的轴向伸缩影响就会相互抵消。

负载分布的比较计算举例
对各钢球的负载进行解析、计算，如图所示为与以螺母中心作为原点的轴方向钢球位置的关系。

负载分布的比较计算举例（2）
针对减小尺寸的可能，进行计算

2.驱动装置的清洁度评价方法

◆实验样品

（丝杠轴径80mm、导程20mm、2.5卷X3列）

• TP0：SFT8020-7.5 (以往规格、标准润滑脂)
• TP1：HTF8020-7.5 (HTF规格、标准润滑脂)
• TP2：HTF8020-7.5 (HTF规格、高载荷用润滑脂)

◆实验条件

• 最大轴向载荷：289kN
• 行程：50mm
• 最大接触面压
  以往规格：2340MPa
  HTF规格：2220MPa

◆负载条件

◆实验装置

◆实验结果

运行循环次数

• TP0(以往规格，标准润滑脂)：寿命120万次循环
• TP1（HTF规格，标准润滑脂）：寿命420万次循环
• TP2(HTF规格，高载荷用润滑脂)：寿命1100万次循环，无异常

◆结论

• HTF规格实现了以往规格3倍以上的耐久性。
• 正确的选用润滑脂有助于提高耐久性。

3.高速化的对应

HTF规格： dm・N值～70000 　(注) dm : 钢球节圆直径(mm)、N : 转速(rpm)

4.HTF系列用途举例

目前为止已经实现了较困难的高负载领域的电动化。
应用实例：

• 电动射出成型机（射出轴、合模轴）
• IC集成电路压力机
• 打孔机
• 伺服汽缸
• 弯曲机、切断机

等