何を、なぜ、どのようにして

ボールねじは、高推力と正確な位置決めを提供できるため、直線運動を必要とする多くの自動組立アプリケーションで使用されています。

ボールネジは、小さな部品を組み立てるための位置決めステージを駆動します。ボールねじはロボットの Z 軸と電気機械組立プレスのラムを制御します。ボールねじは、剛性が高く、へたりが少なく、移動速度が速いため、マガジンローダー、ペーストプリンター、ディスペンサー、配置および挿入装置など、多くの電子機器組み立て機械で使用されています。

Acme ねじと同様、ボールねじは回転運動を直線運動に変換します。しかし、アクメねじとは異なり、ボールねじには凹状の螺旋ねじがあり、ボール ベアリングが再循環軌道のねじとナットの間に配置されます。この配置により、機械的摩耗が大幅に最小限に抑えられ、ボールねじがモーターのトルクの 90% 以上を推力に変換できるようになります。

ボールねじのねじ山は研磨または転造することができます。研削ねじを備えたボールねじは、転造ねじを備えたボールねじよりも精度が高くなりますが、高価でもあります。アクメねじと同様、ボールねじには、モーターが回転していないときに微量のバックラッシュ、つまりねじとナットの間に相対的な軸方向の動きがあります。ボールねじとアクメねじの両方で、バックラッシュは通常 0.006 インチから始まります。ただし、アクメスクリューは摩耗するとバックラッシュ量が増加します。ボールねじでは摩耗が少ないため、このようなことは起こりません。

バックラッシュを気にするかどうかは用途によって異なります。たとえば、垂直運動のアプリケーションでは、荷重が常にナットを押し下げるため、バックラッシは問題になりません。バックラッシュをなくす 1 つの方法は、プリロードされたナットを使用することです。予圧とは、ボールと溝の間の界面にあらかじめ応力がかかることを意味し、軌道に隙間がありません。ナットの位置は完全にシャフトの回転位置の関数です。プリロードによりシステムの剛性も向上します。

ボールねじの両端にあるサポートベアリングを見逃してはいけません。これらは、単純、固定、または無料として指定されます。ボール ベアリングなどの単純なサポートは、半径方向の剛性は優れていますが、軸方向の剛性はありません。アンギュラコンタクトベアリングのペアなどの固定サポートは、両方向の剛性を提供します。無料サポートは単なるサポートであり、サポートはまったくありません。

ボールねじをどの程度適切にサポートできるかによって、ねじをどれくらいの速度で回転できるか、またボールねじにどれだけの負荷をかけることができるかが決まります。ボールねじを指定するとき、エンジニアは可能な限り多くのアプリケーション情報を提供する必要があります。この情報には、予想される荷重、方向、サイクル Arial、ストローク、ライフサイクルが含まれている必要があります。環境条件もベアリングのシールに影響を与える可能性があるため重要です。

Corey はエンジニアに対し、精度、再現性、分解能の違いを理解し、実際に必要以上の精度を指定しないようにアドバイスしています。ネジの精度を上げるには非常にコストがかかります。標準ナットとプリロードナットの違いは、再現性の向上です。コストは高くなりますが、精度はそれほど高くありません。解像度を上げるのは安価で簡単です。