行星滾柱絲杠

 

瑞士GSA（德國SCHAEFFLER GROUP集團）-行星滾柱絲杠

 

產品LOGO商標：GSA SWISS MADE  

 

Made in Swiss    Imported with original packaging

瑞士制造               原裝進口

 

2014年，瑞士GSA收購并購了Härterei Hertig AG（熱處理公司）。2019年搬進了新建的熱處理工廠車間。The newly introduced processes,like core and inductive hardening；新引進的工藝，比如磁芯和感應淬火。

 

2016年，瑞士GSA收購并購了瑞士ROLLVIS AG（瑞士另一家行星滾柱絲杠公司）。企業綜合實力和制造能力大大提升。

 

供應商企業簡介：

瑞士GSA公司和GZ公司專業致力于精密行星滾柱絲杠和精密鎖緊螺母等機械零部件的研發、制造及推廣，超現代化的工廠位于瑞士首都伯爾尼（Bern）市附近，產品商標為: 《GSA Swiss Made》。

 

瑞士GSA公司和GZ公司同屬德國舍弗勒Schaeffler集團公司。GZ公司成立于1932年，距今（2022）已有90年的歷史；GSA公司成立于1982年，自1982年生產制造出第1輥行星滾柱絲杠以來，距今（2022）已有40年的歷史。

 

其中瑞士GSA公司以生產制造行星滾柱絲杠為主，秉承了瑞士精密、精準工藝技術的傳奇，為全球客戶提供優質的、高標準的產品。2000年，經過瑞士質量和管理體系協會（SQS）的各項嚴格審核，申請通過了ISO9001:2000質量體系認證。

 

以優秀的品質、快速的交貨期、極具競爭力的價格、完善的售后服務，贏得了全球客戶的信賴和好評，是德國奇石樂Kislter伺服壓裝機、德國SCA涂膠機、德國埃馬克EMAG機床、美國Tolomatic焊接電動缸，意大利達涅利Danieli、德國SMS-MEER西馬克梅爾、等公司的優秀供應商，戰略合作伙伴。

 

瑞士GSA行星滾柱絲杠中國地區代表處道臣（天津）自動化設備有限公司，負責中國市場的產品推廣、銷售和售后服務。

 

產品介紹：

瑞士GSA行星滾柱絲杠是將旋轉運動轉化為直線運動的機構，在螺母和絲杠中間的滾動元件為螺紋滾柱，眾多的接觸線使行星滾柱絲杠的承載能力非常強。

 

瑞士GSA行星滾柱絲杠分類為：滾柱非循環式(RGT系列和RGTB系列)．滾柱循環式(RGTR系列)。導程精度等級從KL5至KL10(標準)。

瑞士GSA公司同時能夠提供反轉行星滾柱絲杠(RGTI系列)。

 

工作原理：

工作原理：行星滾柱絲杠是一種將旋轉運動轉換為線性運動的機械裝置。 

行星滾柱絲杠傳動方式是與眾不同的，在主螺紋絲杠的周圍，行星布置了6-12個螺紋滾柱絲杠，這樣將電機的旋轉運動轉換為絲杠或螺母的直線運動。行星滾柱絲杠能夠在極其艱苦的環境下承受重載上千個小時，這樣就使得行星滾柱絲杠成為要求連續工作制應用場合的理想選擇。 

 

行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的區別：

行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的結構相似，區別在于行星滾柱絲杠載荷傳遞元件為螺紋滾柱，是典型的線接觸；而滾珠絲杠載荷傳遞元件為滾珠，是點接觸。所以我們主要優勢就是有眾多的螺紋接觸線來支撐負載。

 

承載能力及壽命

行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的優勢在于能夠提供高于滾珠絲杠的額定動載和靜載，螺紋滾柱替代滾珠將使負載通過眾多接觸線迅速釋放，從而能有更高的抗沖擊能力。

行星滾柱絲杠與滾珠絲杠都適用于赫茲Hertz定律

由赫茲Hertz壓力定律，我們可以得出：行星滾柱絲杠能承受的靜載為滾珠絲杠的3倍，壽命為滾珠絲杠的1 5倍。

 

速度與加速度

行星滾柱絲杠能夠提供更高的旋轉速度和更高的加速度，RGT和RGTB系列的行星滾柱絲杠設計機構中的滾柱為非循環式，而滾珠絲杠機構中的滾珠為循環式的，這將使行星滾柱絲杠的旋轉速度是滾珠絲杠的2倍，加速度將達到3g。

 

導程和節距

行星滾柱絲杠的導程可以比滾珠絲杠制造的更小。

由于行星滾柱絲杠的導程與節距成函數關系，導程可以小于0.5mm或更小。行星滾柱絲杠的導程可以設計計算為整數或小數(例如：每轉移動3.32mm)，將不需要減速齒輪來配比。導程的變化并不會給絲杠軸和螺母帶來任何的幾何尺寸變化。

而滾珠絲桿的導程受到滾珠的直徑限制，因而導程將是標準的。

 

剛度及強度

行星滾柱絲杠的眾多接觸線將大幅度提高剛度和抗沖擊能力。

 

行星滾柱絲杠的分類：

行星滾柱絲杠分類為：滾柱非循環式（RGT系列和RGTB系列）、滾柱循環式（RGTR系列）。同時還可以提供反轉行星滾柱絲杠（RGTI系列）。導程精度分為兩個等級：KL5=±0.005mm，KL10(標準)=±0.01mm。（315mm行程） 

一類：RGT系列和RGTB系列

RGT系列和RGTB系列行星滾柱絲杠主要由主絲杠、螺母和滾柱組成。主絲杠為多頭絲杠（多數是5頭絲杠），螺紋齒形為三角形；螺母為內螺紋，齒形與主絲杠相同；滾柱為單頭螺紋，齒形與主絲杠相同。這樣就保證在螺母和滾柱之間沒有軸向位移。滾柱為非循環式。 

滾柱螺紋的側面為凸齒形，滾柱兩端都加工成小齒輪和圓柱光軸；圓柱光軸安裝固定在端部擋圈孔內，保持各滾柱之間等距離；端部擋圈浮動安裝在螺母內，依靠彈性擋圈軸向固定。 
滾柱兩端小齒輪與螺母內固定齒圈嚙合，確保滾柱們軸向平行，達到最佳性能。 
特別介紹：滾柱非循環式行星滾柱絲杠又細分為RGT系列和RGTB系列。
典型區別在于：
RGT系列的螺母是由兩片組成（screws with two-piece cylindrical nut），中間是墊片（Shim）。中間是墊片，所以螺母的內螺紋并不是一次加工到頭成型，是由兩段螺母-兩段螺紋對接組成。
而RGTB系列的螺母是單片螺母（screws with one-piece cylindrical nut），螺母的內螺紋一次加工到頭成型。

二類：RGTR系列

RGTR系列行星滾柱絲杠由主絲杠、螺母和滾柱組成，滾柱安裝在輥道和確保滾柱間距離的保持架上。主絲杠的螺紋為單頭和雙頭，齒形為三角形。螺母內螺紋的齒形與主絲杠相同。當主絲杠和螺母旋轉時，滾柱軸向放置于螺母內，每旋轉1周，螺母端部的兩個凸輪使每個滾柱都回到初始位置。由于外形小加工精密，多用在機床等高精度定位場合。導程可以設計計算為整數或者小數，導程最小可以做成0.3mm。 

三類：RGTI系列

RGTI系列行星滾柱絲杠的運動原理與RGT系列RGTB系列除了螺母系統為反轉外，其他基本相同。也就是滾柱們圍繞著主絲杠旋轉（RGT系列和RGTB系列是圍繞螺母旋轉），滾柱在螺母行程長度內軸向移動。主絲杠上除了與滾柱相嚙合的螺紋段，其余軸端也可以為光軸或特殊軸（例如防自轉）。螺母長度將大于客戶所需的實際行程，比RGT系列和RGTB系列的螺母長度會長很多，因而RGTI系列將受到行程長度的限制。

產品應用：

歷經30多年行星滾柱絲杠的技術沉淀和經驗積累，使我們掌握了最高端制造技術，使我們的產品能夠達到近乎苛刻的高質量標準。
因此，行星滾柱絲杠的超高性能特別適合應用在如下行業：

-數控機床                                      -機器人、

-航空（飛機/直升機）                   -航天（火箭/衛星）
-武器裝備（坦克/加農炮/導彈/航空母艦/核潛艇）

-精密注塑機                                  -機械壓力機

-醫療行業                                     -測量儀器

-特殊機床                                     -激光設備

-石油工業                                     -化工行業

-光學儀器                                     -冶金設備

-汽車工業                                     -伺服電動缸 

在此，需要特別介紹的是行星滾柱絲杠在國防/軍事行業的特殊應用，

例如：1、新型飛機起落架-電動作動器（EMA-Electromechanical Actuator）上的應用實例，尤其是美國F-35B戰斗機上用是電動作動器起落架和世界最大的客機法國空客A380的電動作動器起落架（圖3）。

2、美國魚鷹戰斗機航空武器懸掛發射系統裝置。

3、美國武裝直升機的航空武器懸掛發射系統裝置。 電動作動器的機械傳動系統核心元件采用的就是行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠具有高軸向承載能力、抗沖擊能力很強、高速度、壽命長、體積小等卓越優點，所以在軍品和民品領域被廣泛應用。 

 

卓越特點：

★高承載：行星滾柱絲杠是線接觸，接觸面的增加，使承載能力和剛性大大提高。所以具有高剛性、高承載能力，比同規格滾珠絲杠副高出3倍以上（最高超過10倍）。 
★耐沖擊：承受沖擊載荷的能力很強，工作可靠。 
★體積?。涸谙嗤d荷的情況下，行星滾柱絲杠體積比滾珠絲杠小1/3的空間。 
★高速度：最高線速度可達2000mm/s，輸入旋轉轉速可達5000rpm或者更高。最大加速度可達3g。 
★噪音低：避開了返向裝置對DN值的制約，在導程很小的情況下實現高速驅動，DN≥14萬，Vmax≥60m/min，角加速度7.000r/s^2，振動小、噪音低。 
★高精度：絲杠軸是小導程角的非圓弧螺紋，有利于達到較高的導程精度，可實現精密微進給。導程精度，KL5=±0.005mm，導程精度KL10(標準)=±0.01mm。（315mm行程） 
★長壽命：由Hertz pressure(赫茲壓力)定律，我們可以得出：行星滾柱絲杠能承受的靜載為滾珠絲杠的3倍，壽命是滾珠絲杠的15倍。  

■一體化的螺母組件很容易從絲杠軸分離，滾動體及相關零件不會散落，便于安裝與維修。 
■對惡劣的環境（低溫、粉塵、化學沉積、無潤滑等）的適應能力較強。 
●直徑范圍：Φ5mm 至Φ245mm（目前全球型號最全最大） 
●導程范圍：0.5mm 至 50mm 
●螺母形式：單螺母、雙螺母、預緊螺母等形式 

 

■原理和結構的對比：
如右側圖所示：行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的結構相似，區別在于行星滾柱絲杠載荷傳遞的元件為螺紋滾柱，而非滾珠。優勢在于有眾多的螺紋線來支撐負載。

行星滾柱絲杠設計結構中的滾柱為非循環式，所以它的旋轉速度是滾珠絲杠的2倍。而滾珠絲杠的設計是滾珠為循環式，所以在高速旋轉時，滾珠會發生碰撞。 

由于導程與行星滾柱絲杠的節距成函數關系，所以導程可以設計為整數或者小數。而滾珠絲杠的導程受到滾珠的直徑限制，因而導程將是標準的。

 
■壽命的對比：
行星滾柱絲杠與滾珠絲杠都適用于赫茲定律。由Hertz pressure(赫茲壓力)定律，我們可以得出：行星滾柱絲杠能承受的靜載為滾珠絲杠的3倍，壽命是滾珠絲杠的10-15倍。 

 

其他說明

工作溫度operating temperature

行星滾柱絲杠適宜的工作溫度為-40℃和+130℃之間。planetary roller screws are suitable for operating temperatures between -40℃ and +130℃。 

 

關于刮油器wipers的工作溫度：

我們有種刮油器，用“POM聚甲醛”的材質最高的工作溫度是90°和用“PTFE聚四氟乙烯”的材質最高的工作溫度是140℃。We have to kind of wipers. The max. operation temperature with "POM" is 90° and with "PTFE" wipers the max. temperature is 140°. 

 

資料提供：

瑞士GSA行星滾柱絲杠中國區代表處：道臣（天津）自動化設備有限公司，DOSSON (Tianjin) Automation Equipment Co., Ltd.