滚珠丝杆怎么预压？

在滚珠丝杆精密传动中，预压是决定系统刚性、定位精度与平稳性的灵魂参数。恰当的预压能消除轴向间隙，赋予设备“紧实”的传动手感；而过度的预压则会成为温升、异响与早期磨损的元凶。

今天，我将为您系统解析滚珠丝杆预压的原理、调整方法与核心要点。我的核心理念是：预压调整的本质，是在“零间隙”与“低摩擦”这两个矛盾目标之间，寻找一个针对特定应用的最佳平衡点。

一、滚珠丝杆预压的核心是什么？
直白地讲，预压的核心是在丝杆与螺母的滚道之间，预先施加一个轴向载荷，使承载的钢球始终紧贴滚道工作面，从而消除反向运动时的空程（即反向间隙）。

当您的设备在换向时出现振动、定位精度不稳定或无法满足高动态响应要求时，规范地调整与验证预压是解决问题的关键。

二、如何施加与调整预压？
预压的施加方式取决于螺母的内部结构，主要分为以下两种。
1、双螺母预紧式（最经典、可调）
原理： 通过一个预压元件（垫片或调整套筒），使两个螺母在轴向上产生相反的张力，相互拉紧。
调整方法：
垫片式（定预压）：
1. 通过精确测量和修磨预压垫片的厚度来设定预压量。
2. 垫片越厚，预压力越大。

螺纹式（可调预压）：
1. 松开锁紧螺母。
2. 旋转调整套筒，改变两个螺母间的距离。
3. 使用扭矩扳手测量旋转丝杆所需的扭矩，当扭矩值达到制造商推荐的预压扭矩范围时，锁紧锁紧螺母。

2、单螺母变位导程预紧式（不可调）
原理： 在一个螺母体内，通过改变其中一段的滚道导程（螺距），使其与标准段产生微小的导程差。装配钢球后，因钢球需同时适应两段不同导程的滚道，自然形成预压力。
特性： 此类型螺母的预压在出厂时已设定，用户无法现场调整。其预压的补偿只能通过更换更大尺寸等级的钢球来实现。

三、预压等级选择与验证
1、如何选择预压等级？
制造商通常提供几个等级的预压（如轻预压、中预压、重预压），需根据应用需求选择：
轻预压： 适用于高速、轻载，追求低温和低摩擦的场合。
中预压（最常用）： 在刚性、速度和温升间取得平衡，适用于绝大多数数控机床和工业机器人。
重预压： 适用于高刚性、高精度定位，且对速度要求不高的场合。

2、如何验证预压是否合适？
扭矩法（最量化）：
使用扭矩扳手测量空载时匀速旋转丝杆所需的扭矩。
将实测值与制造商为该型号和预压等级提供的标准预压扭矩范围进行比对。
温升验证法（最终检验）：
让设备在最高速度下空载运行30-60分钟。
立即测量螺母外壳温度。若徒手无法长时间触摸（通常超过50-60°C），则表明预压过大，必须调松。

3、实战心得：预压是一把“双刃剑”
在我处理的众多故障案例中，因过度追求高刚性而将预压调得过大，是导致螺母早期磨损和高温报警的最常见原因。我的核心建议是：在满足刚性要求的前提下，始终选择尽可能低的预压等级。 一个在热态下依然保持合理温度的预压，才是可持续的、安全的预压。

四、预压调整常见问题
1. 问题、预压调整后，反向间隙为什么很快又变大了？
答： 这通常是结构性磨损的征兆，而非调整不当。预压元件（如垫片）的调整只能补偿弹性变形，无法修复因螺母或丝杆滚道疲劳磨损而产生的永久性间隙。此时必须更换磨损部件。

2. 问题、能否通过更换更大直径的钢球来增加预压？
答： 可以，但这是专业性极强的操作，风险极高。 这相当于强行增大过盈量。必须使用经过精密测量、尺寸分级的钢球，且增量需在微米级。此操作强烈建议在原厂指导下进行。

3. 问题、如何判断预压是来自螺母还是支撑轴承？
答： 采用分离诊断法：
固定丝杆，测量螺母的轴向窜动 → 螺母副的间隙/预压。
固定螺母，测量丝杆的轴向窜动 → 支撑轴承的轴向游隙。

4. 问题、新的丝杆就有轻微的转动阻力，正常吗？
答： 完全正常。 这正是预压存在的表现。手感应该是平滑、均匀且带有轻微阻尼感的，而非松旷或卡滞。

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总结： 掌控滚珠丝杆的预压，是一项微米级的精细艺术。它要求您深刻理解其内在机理，并能通过规范的测量与验证，将理论上的预压值，转化为设备上真实的刚性表现与稳定运行。

希望这套完整的预压指南，能成为您手中优化传动性能的“金钥匙”，助您精准驾驭这一核心参数。让我们一起，用精准的预压，定义卓越的刚性！