Welchen Einfluss hat die Temperatur auf Kugelgewindetriebe in Spindelhubgetrieben?

Es gibt im Wesentlichen drei Faktoren, die zum Temperaturanstieg beitragen:

(1) Einfluss der Vorspannung auf Spindelhubgetriebe: Um Synchronisationsverluste im mechanischen Getriebe zu vermeiden, ist eine erhöhte Muttersteifigkeit wichtig. Hierfür muss jedoch eine bestimmte Vorspannung der Mutter aufgebracht werden. Durch die Vorspannung erhöht sich das Reibungsmoment des Gewindes und die Temperatur im Betrieb.

HIWIN empfiehlt eine dynamische Last von 8% für mittlere bis hohe Vorspannung; 6% bis 8% für mittlere Vorspannung; 4% bis 6% für mittlere bis leichte Vorspannung; und weniger als 4% für leichte Vorspannung. Die maximale Vorspannung sollte 10% nicht überschreiten, um eine optimale Lebensdauer und einen geringen Temperaturanstieg zu gewährleisten.

(2) Einfluss der Schmierung auf Spindelhubgetriebe: Die Wahl des Schmieröls beeinflusst direkt den Temperaturanstieg der Kugelgewindespindel. HIWIN-Kugelgewindespindeln müssen entweder mit Öl oder Fett geschmiert werden.

Bei hohen Drehzahlen und geringer Last empfiehlt sich niedrigviskoses Öl; bei niedrigen Drehzahlen und hoher Last ist hochviskoses Öl ratsam. Generell empfiehlt sich für hohe Drehzahlen ein Schmieröl mit einem Viskositätsindex von 32–68 cSt (ISO VG 32–68) (DIN 51519) bei 40 °C; für niedrige Drehzahlen hingegen ein Schmieröl mit einem Viskositätsindex von mindestens 90 cSt (ISO VG 90) bei 40 °C. Bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen und hoher Last ist eine Zwangskühlung zur Temperaturreduzierung erforderlich. Diese kann durch Zirkulation von Kühlöl durch eine Hohlschraube erreicht werden.

(3) Einfluss der Vorspannung auf Spindelhubgetriebe: Steigt die Temperatur in einem Kugelgewindetrieb, führt die thermische Spannung zu einer Längenänderung der Spindel und damit zu einer instabilen Spindellänge. Die Längenänderung lässt sich mit der Formel M40 berechnen und durch Vorspannung kompensieren. Der Zielwert für die Vorspannungskompensation ist der in der Zeichnung angegebene negative T-Wert. Eine zu hohe Vorspannung kann die Lager beschädigen. HIWIN empfiehlt daher eine Vorspannung von unter 5 °C. Bei Spindeldurchmessern über 50 mm ist die Vorspannung jedoch nicht geeignet, da ein größerer Durchmesser eine höhere Vorspannkraft erfordert, was zu Überhitzung und Beschädigung der Lager führen kann. HIWIN empfiehlt, einen Temperaturanstieg von ca. 3 °C als Basiswert für den Kompensationswert T zu verwenden (ca. -0,02 bis -0,03 mm pro 1000 mm Spindellänge). Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche T-Werte. Bitte wenden Sie sich bei Fragen zu den T-Werten an die Ingenieure von HIWIN.

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