THK 作為直線運(yùn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的行業(yè)先鋒,其推出的 LBF40UU 滾珠花鍵憑借很好的性能與品質(zhì),在精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位,為各類好的設(shè)備提供穩(wěn)定、高效的直線與扭矩傳輸解決方案。
一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)剖析
(一)花鍵軸
LBF40UU 的花鍵軸采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材,經(jīng)特殊熱處理工藝,表面硬度可達(dá) HRC58 - 62,具備出色的耐磨性與抗疲勞強(qiáng)度。軸體表面的花鍵齒形精度特別的高,依據(jù)精密磨削工藝加工而成,齒距累積誤差控制在 ±0.02mm 以內(nèi),確保與花鍵螺母的配合精度,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的扭矩傳遞與直線導(dǎo)向?;ㄦI軸上的滾珠滾道同樣經(jīng)過超精密研磨,粗糙度 Ra 可達(dá) 0.2μm 以下,極大降低滾珠滾動(dòng)時(shí)的摩擦阻力,提高傳動(dòng)效率與運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。
(二)花鍵螺母
花鍵螺母是滾珠花鍵的關(guān)鍵部件,其內(nèi)部構(gòu)造精密復(fù)雜。螺母主體采用高強(qiáng)度鋁合金材質(zhì),在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)有效減輕重量,滿足設(shè)備輕量化設(shè)計(jì)需求。螺母內(nèi)部設(shè)有多列滾珠循環(huán)通道,每列通道均配備高精度的滾珠保持器,確保滾珠在循環(huán)過程中有序排列,避免相互碰撞與干涉,延長滾珠使用壽命。LBF40UU 的花鍵螺母在設(shè)計(jì)上充分考慮了密封性,采用雙唇密封結(jié)構(gòu),能有效阻擋灰塵、碎屑等雜質(zhì)侵入,維持內(nèi)部清潔的工作環(huán)境,保障滾珠與滾道的良好接觸。
(三)滾珠與保持器
滾珠作為實(shí)現(xiàn)低摩擦直線運(yùn)動(dòng)的核心元件,選用高純度軸承鋼制造,球體圓度誤差控制在 0.002μm 以內(nèi),表面硬度達(dá)到 HRC62 - 65。這些高精度滾珠在花鍵軸與花鍵螺母的滾道間滾動(dòng),摩擦系數(shù)低至 0.001 - 0.002,相較于傳統(tǒng)滑動(dòng)花鍵,大幅降低了能量損耗與機(jī)械磨損。保持器則采用特殊工程塑料制成,具有良好的耐磨性、自潤滑性與抗沖擊性能。其THK自家的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可精準(zhǔn)引導(dǎo)滾珠在滾道內(nèi)循環(huán),確保滾珠分布均勻,使花鍵在承受復(fù)雜載荷時(shí)仍能保持平穩(wěn)運(yùn)行。
二、產(chǎn)品參數(shù)詳述
(一)尺寸規(guī)格
LBF40UU 滾珠花鍵適配軸徑為 40mm,花鍵螺母外徑根據(jù)不同設(shè)計(jì)需求有所差異,標(biāo)準(zhǔn)款外徑尺寸設(shè)計(jì)緊湊,兼顧安裝空間與承載能力,便于在各類設(shè)備中靈活布局。螺母寬度經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算,在保證結(jié)構(gòu)剛性的前提下,有效控制整體體積。軸長可根據(jù)客戶定制需求,提供多種規(guī)格選擇,從較短的用于小型精密設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)長度,到滿足大型機(jī)械設(shè)備長行程需求的加長尺寸,均可定制生產(chǎn),為不同應(yīng)用場(chǎng)景提供適配方案。
(二)載荷能力
動(dòng)態(tài)徑向載荷:高達(dá) 32kN,意味著該滾珠花鍵能夠在高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)中,穩(wěn)定承受較大的徑向外力沖擊,適用于如機(jī)床切削加工時(shí),刀具對(duì)工件施加的動(dòng)態(tài)切削力,以及自動(dòng)化生產(chǎn)線中機(jī)械臂快速抓取、搬運(yùn)重物時(shí)產(chǎn)生的慣性力等工況。
靜態(tài)徑向載荷:可達(dá) 52kN,反映出產(chǎn)品在靜止?fàn)顟B(tài)下具備強(qiáng)大的承載能力,可支撐設(shè)備在靜止時(shí)的自重以及所承受的靜態(tài)負(fù)載,確保設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,防止因過載而產(chǎn)生變形或損壞。
扭矩承載:憑借其花鍵結(jié)構(gòu)與滾珠分布設(shè)計(jì),LBF40UU 能夠高效傳遞扭矩,滿足設(shè)備對(duì)旋轉(zhuǎn)與直線復(fù)合運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力傳輸需求,在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)、自動(dòng)化裝配設(shè)備的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)等應(yīng)用中表現(xiàn)出色,可精準(zhǔn)控制扭矩輸出,實(shí)現(xiàn)精確的角度定位與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
(三)精度等級(jí)
重復(fù)定位精度:達(dá)到 ±2μm,這一超高精度使設(shè)備在重復(fù)執(zhí)行相同動(dòng)作時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)近乎無線趨近于沒有的誤差的位置定位。在半導(dǎo)體制造設(shè)備中,晶圓的精密搬運(yùn)與定位對(duì)精度要求特別的高,LBF40UU 滾珠花鍵可確保晶圓每次都能被準(zhǔn)確放置在加工位置,滿足半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)超精密制造的嚴(yán)苛要求。
定位精度:為 ±5μm,保證了設(shè)備在直線運(yùn)動(dòng)過程中的位置準(zhǔn)確性,在精密檢測(cè)儀器、光學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域,可有效減少測(cè)量誤差與光學(xué)偏差,提升設(shè)備的檢測(cè)精度與成像質(zhì)量。
(四)運(yùn)行速度
可以達(dá)到運(yùn)行速度可達(dá) 20m/min,配合良好的潤滑系統(tǒng)與預(yù)緊設(shè)計(jì),LBF40UU 在高速運(yùn)行狀態(tài)下依然能夠保持平穩(wěn)的直線運(yùn)動(dòng),振動(dòng)與噪音控制在極低水平。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中,快速的物料搬運(yùn)與設(shè)備動(dòng)作需要滾珠花鍵具備高速響應(yīng)能力,LBF40UU 可有效提高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)周期。
三、性能優(yōu)勢(shì)解析
(一)高精度運(yùn)動(dòng)控制
精密加工工藝保證:從花鍵軸的齒形加工到滾珠滾道的研磨,THK 運(yùn)用好的精密制造工藝,嚴(yán)格控制每一道工序的加工精度,確保產(chǎn)品整體的高精度特性。
低摩擦穩(wěn)定運(yùn)行:滾珠在高精度滾道內(nèi)的低摩擦滾動(dòng),減少了運(yùn)動(dòng)過程中的振動(dòng)與沖擊,使設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn),進(jìn)一步提高了運(yùn)動(dòng)控制的精度與穩(wěn)定性。在精密機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中,LBF40UU 可確保刀具精確地按照預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng),實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的加工精度,滿足復(fù)雜零部件的精密加工需求。
(二)高剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
材料與結(jié)構(gòu)協(xié)同:花鍵軸與花鍵螺母選用高強(qiáng)度材料,配合優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其在承受高負(fù)載時(shí)不易發(fā)生變形?;ㄦI軸的多齒結(jié)構(gòu)與滾珠的合理分布,共同承擔(dān)外部載荷,有效提高了產(chǎn)品的整體剛性。
預(yù)緊技術(shù)增強(qiáng)剛性:通過對(duì)滾珠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力,消除了滾珠與滾道之間的間隙,進(jìn)一步提升了花鍵的剛性與抗沖擊能力。在需要承受較大切削力的機(jī)床加工中心,以及頻繁承受重載的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中,LBF40UU 的高剛性特性可確保設(shè)備在惡劣工況下穩(wěn)定運(yùn)行,維持高精度加工與運(yùn)動(dòng)控制。
(三)長使用壽命保障
優(yōu)質(zhì)材料耐磨抗蝕:產(chǎn)品關(guān)鍵部件采用優(yōu)質(zhì)鋼材與鋁合金,表面經(jīng)過特殊處理,具備良好的耐磨性與抗腐蝕性能。在潮濕、多塵等惡劣環(huán)境中,依然能夠長時(shí)間穩(wěn)定工作,減少因材料磨損與腐蝕導(dǎo)致的故障發(fā)生。
良好潤滑與密封設(shè)計(jì):內(nèi)置的高效潤滑系統(tǒng)可確保滾珠與滾道始終處于良好的潤滑狀態(tài),降低摩擦磨損;同時(shí),很好的密封結(jié)構(gòu)有效阻擋外界雜質(zhì)侵入,延長了產(chǎn)品的維護(hù)周期與使用壽命。在食品包裝機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備等對(duì)衛(wèi)生與可靠性要求特別的高的行業(yè),LBF40UU 的長壽命特性可減少設(shè)備停機(jī)維護(hù)時(shí)間,提高生產(chǎn)效率與設(shè)備可靠性。
(四)低摩擦高效傳動(dòng)
滾動(dòng)摩擦替代滑動(dòng)摩擦:滾珠的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式相較于傳統(tǒng)滑動(dòng)花鍵的滑動(dòng)摩擦,極大地降低了摩擦阻力,傳動(dòng)效率可提高 30% - 50%。這不僅節(jié)省了驅(qū)動(dòng)設(shè)備的能源消耗,還提高了設(shè)備的響應(yīng)速度與運(yùn)行效率。
能量損耗低:低摩擦帶來的能量損耗降低,使得設(shè)備運(yùn)行更加節(jié)能環(huán)保,在注重能源效率的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,LBF40UU 滾珠花鍵的這一優(yōu)勢(shì)尤為突出,適用于各類對(duì)能源消耗有嚴(yán)格要求的設(shè)備與生產(chǎn)線。
四、應(yīng)用領(lǐng)域拓展
(一)工業(yè)自動(dòng)化
工業(yè)機(jī)器人:在工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位與手臂伸縮機(jī)構(gòu)中,LBF40UU 滾珠花鍵可實(shí)現(xiàn)精確的直線運(yùn)動(dòng)與扭矩傳遞,確保機(jī)械臂能夠快速、準(zhǔn)確地完成抓取、搬運(yùn)、裝配等復(fù)雜動(dòng)作,提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。在汽車零部件制造車間,工業(yè)機(jī)器人借助 LBF40UU 的高精度與高剛性,精準(zhǔn)抓取并安裝汽車零部件,提升裝配精度與生產(chǎn)速度。
自動(dòng)化生產(chǎn)線:用于自動(dòng)化生產(chǎn)線的物料輸送、定位與分揀設(shè)備,可保證物料在高速傳輸過程中的位置精度與穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的自動(dòng)化生產(chǎn)。在 3C 產(chǎn)品制造生產(chǎn)線中,LBF40UU 助力物料快速、準(zhǔn)確地在各工位間流轉(zhuǎn),滿足 3C 產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)高精度、高速度的要求。
(二)醫(yī)療設(shè)備
大型醫(yī)療影像設(shè)備:如 CT、MRI 等設(shè)備的移動(dòng)系統(tǒng),LBF40UU 滾珠花鍵的高精度定位與平穩(wěn)運(yùn)行特性,可確?;颊咴跈z查過程中能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)到指定位置,獲得清晰、準(zhǔn)確的影像診斷結(jié)果。
手術(shù)機(jī)器人:在手術(shù)機(jī)器人的操作臂傳動(dòng)系統(tǒng)中,LBF40UU 憑借其很好的性能,幫助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的手術(shù)操作,降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn),提高手術(shù)成功率,為患者提供更安全、有效的醫(yī)療服務(wù)。
(三)半導(dǎo)體制造
光刻機(jī):作為半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備,光刻機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的要求特別的高。LBF40UU 滾珠花鍵可用于光刻機(jī)的晶圓載臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)晶圓在納米級(jí)精度下的快速、準(zhǔn)確移動(dòng)與定位,滿足光刻工藝對(duì)高精度、高速度的嚴(yán)苛需求。
晶圓檢測(cè)設(shè)備:在晶圓檢測(cè)過程中,需要對(duì)晶圓進(jìn)行精確的移動(dòng)與旋轉(zhuǎn),LBF40UU 可確保檢測(cè)設(shè)備在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性與精度,提高檢測(cè)效率與準(zhǔn)確性,保障半導(dǎo)體芯片的質(zhì)量。
(四)航空航天
飛行器導(dǎo)航系統(tǒng):用于飛行器的慣性導(dǎo)航平臺(tái),LBF40UU 滾珠花鍵的高可靠性、寬溫適應(yīng)性以及抗振動(dòng)沖擊性能,可確保導(dǎo)航系統(tǒng)在復(fù)雜的飛行環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,為飛行器提供精確的姿態(tài)與位置信息。
航空儀表與傳感器安裝:在航空儀表與傳感器的安裝與調(diào)整機(jī)構(gòu)中,LBF40UU 的高精度直線運(yùn)動(dòng)特性可保證儀表與傳感器的精確安裝與校準(zhǔn),提高航空設(shè)備的可靠性與安全性。
綜上所述,THK LBF40UU 滾珠花鍵以其好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、很好的性能參數(shù)以及廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,成為眾多制造業(yè)得有的關(guān)鍵部件,為推動(dòng)各行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)支撐。
THK 的 LBF 系列滾珠花鍵屬于高扭矩滾珠花鍵類別,在精密機(jī)械傳動(dòng)中表現(xiàn)很好。該系列產(chǎn)品憑借設(shè)計(jì)與精良制造,滿足了眾多行業(yè)對(duì)高精度直線運(yùn)動(dòng)及扭矩傳遞的嚴(yán)苛需求。以下為您詳細(xì)介紹 LBF 系列常見型號(hào):
LBF15:適配 15mm 軸徑,結(jié)構(gòu)較為緊湊,適用于小型精密設(shè)備,如小型自動(dòng)化檢測(cè)儀器的微調(diào)機(jī)構(gòu)。其花鍵軸經(jīng)特殊熱處理,硬度高、耐磨性強(qiáng);花鍵螺母采用高強(qiáng)度鋁合金,減輕重量同時(shí)保證承載能力。在空間有限但需精準(zhǔn)直線與扭矩傳輸?shù)膱?chǎng)景中,LBF15 可確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)微米級(jí)定位精度,助力小型設(shè)備高效、精準(zhǔn)作業(yè)。
LBF20:軸徑為 20mm,相較于 LBF15,承載能力有所提升。常用于 3C 產(chǎn)品制造設(shè)備中的小型機(jī)械手臂關(guān)節(jié),能在頻繁的直線伸縮與旋轉(zhuǎn)動(dòng)作中,憑借高精度的滾珠循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)與精準(zhǔn)定位,有效提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品組裝精度,滿足 3C 行業(yè)對(duì)設(shè)備高速、高精度運(yùn)行的要求。
LBF25:適配 25mm 軸徑,在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的物料分揀設(shè)備上應(yīng)用廣泛??煞€(wěn)定承受物料搬運(yùn)過程中的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)載荷,其多列滾珠循環(huán)結(jié)構(gòu)保證了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,使分揀設(shè)備能夠快速、準(zhǔn)確地將物料移送至指定位置,減少誤操作,提升生產(chǎn)線整體效能。
LBF30:軸徑達(dá) 30mm,具備較高的剛性與載荷能力。在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。能在有限空間內(nèi),提供精確的直線與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),助力醫(yī)生實(shí)現(xiàn)精細(xì)手術(shù)操作,因其高精度與可靠性,保障了手術(shù)的安全性與成功率。
LBF40:如前文所述的 LBF40UU,軸徑 40mm,是該系列中應(yīng)用較為廣泛的型號(hào)。在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制造、航空航天等多領(lǐng)域均有出色表現(xiàn)。在大型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處,可承載機(jī)械臂的巨大自重與負(fù)載,實(shí)現(xiàn)高負(fù)載下的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制;在半導(dǎo)體光刻機(jī)中,能滿足晶圓載臺(tái)納米級(jí)精度的移動(dòng)與定位需求,是制造業(yè)的關(guān)鍵部件。
LBF50:適配 50mm 軸徑,適用于大型機(jī)械設(shè)備中對(duì)扭矩傳遞與直線運(yùn)動(dòng)精度要求特別的高的場(chǎng)合。例如大型機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng),LBF50 可承受切削過程中的強(qiáng)大切削力與動(dòng)態(tài)沖擊,確保刀具精確進(jìn)給,實(shí)現(xiàn)高精度加工,保證大型零部件的加工質(zhì)量。
LBF60:軸徑為 60mm,在一些重載且對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求嚴(yán)格的自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用。如汽車零部件沖壓生產(chǎn)線的模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu),可在頻繁的沖壓作業(yè)中,為模具提供穩(wěn)定、精確的直線導(dǎo)向與扭矩傳遞,保障沖壓件的尺寸精度與表面質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品一致性。
LBF70:適用于 70mm 軸徑,在大型工業(yè)設(shè)備及特殊工程裝備中具有優(yōu)勢(shì)。在航空航天領(lǐng)域的飛行器地面測(cè)試設(shè)備中,能在復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境下,保證測(cè)試設(shè)備的高精度運(yùn)動(dòng)模擬,為飛行器的性能評(píng)估提供可靠數(shù)據(jù)支持,其高可靠性與穩(wěn)定性滿足了航空航天行業(yè)對(duì)設(shè)備的嚴(yán)苛要求。
LBF85:軸徑 85mm,常用于大型重型機(jī)械,如港口起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)與伸縮機(jī)構(gòu)??沙惺芫薮蟮妮S向與徑向載荷,在惡劣的工作環(huán)境下,憑借良好的密封與潤滑設(shè)計(jì),保持穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)起重機(jī)精準(zhǔn)的貨物裝卸操作,提升港口物流作業(yè)效率。
LBF100:軸徑達(dá) 100mm,是 LBF 系列中尺寸較大、承載能力特別的強(qiáng)的型號(hào)。在大型礦山機(jī)械設(shè)備中,如大型礦用提升機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng),LBF100 能夠在高負(fù)載、高沖擊的工況下,可靠地傳遞扭矩與實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng),確保提升機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行,滿足礦山高強(qiáng)度作業(yè)需求。