避免粘附滑动效果： 带有微型润滑剂存储空间的螺纹轮廓

对于在负载的情况下表面压力达到> 20 N/mm2 并且以低的圆周速度运行的螺旋千斤顶， 持续润滑螺纹轮廓必不可少。Bornemann 精密螺纹就是解决方案的一部分。

如果螺纹突然嘎嘎作响，有经验的机器操作员就会警醒起来。经验表明，这距设备失灵不远 了。嘎嘎作响是磨损的迹象，尤其会在重型起重技术领域中的轴承、导向器和丝杠上出现。 原因：润滑不足。后果：粘附滑动效果。两个固体（对于螺纹即丝杠和螺母）突然向彼此移 动。在最严重的情况下，可能会出现微焊接或冷焊接。是润滑剂制造商的过失吗？

“不是”，Bornemann Gewindetechnik 总经理Moritz von Soden 说道，“没那么简单。产生粘 附滑动效果的原因有很多。它往往是众多不同因素的共同结果。但是，在我看来，理想的螺 纹使用寿命基于设计。螺纹表面质量尤其重要。”

出色地润滑螺纹轮廓侧面– 通过润滑腔避免粘附滑动效果

一旦中间介质或润滑剂将摩擦配合件分开，粘附滑动效果，也称粘滑效果，大多就会消失。 不依赖于润滑剂输送情况、润滑剂相容性和材料匹配情况，Bornemann Gewindetechnik 早 在处理丝杠和螺母的表面形貌时便尤其注意精确度。精确到微量范围：微小的润滑腔，即螺 纹表面的凹陷使得润滑剂停留在需要润滑的位置（图1 a+b）。即使在单位面积负荷极大的 情况下。

图 1a 摩擦配合件的表面中加入了微小的润滑腔，使得润滑剂停留在丝杠与螺母之间。

Bornemann 生产的螺纹可靠地构造重要的润滑腔。无法替代的是滚动过程，在该过程中不 会在螺纹表面上创建凹陷。因此尤其在重型起重技术领域，始终使用的是Bornemann 生产 的丝杠。生产丝杠的刀具由从动环和成型刀套件组成，并且在所谓的包络切面中作业，因为 工件在加工期间在该刀具环中旋转。

刀具套件由多个依次在中断的截面中作业的单体切削刃组成。由此在单个截面之间产生微小 的工件表面中断处，这些中断产生微米大小的多边形凹面。这些凹面一眼看去像是生产误差。 实际上，这些加工标记却改善了丝杠的使用表现。润滑摩擦触点中的微型凹陷发挥微型润滑 腔的作用。这些润滑腔中填充润滑剂，由此应对润滑膜破裂。正如图2a) 所示，微型润滑 腔在两个物体的润滑滑动触点处造成液压增压，其通常作用于表面并避免固体磨损。

图 2：a) 微型润滑腔作用机制b) 微型结构样品摩擦测量[汉诺威大学生产技术与机床研究所]

这些微型润滑腔如今已成为其他领域中、例如在气缸套和活塞之间的摩擦触点中的各种研究 项目的对象。在内燃机中，这些凹陷用于阻止润滑剂从触点位置侧面流出去，并且以此降低 摩擦损耗和因机械磨损导致的磨损。这些凹陷在Bornemann 丝杠的螺纹支承边缘也带来了 相应的优点。尤其是其垂直于摩擦运动的布置，使得润滑剂停留在摩擦触点中，从而实现充 分的润滑效果。

Moritz von Soden 强调，“在重型起重技术领域，尤其对于高负载的梯形螺纹驱动，我们的 螺纹已经充分证明了自身实力。润滑剂被挤出去的情况得以减少。我们制造的润滑腔发挥着 润滑剂储存空间的作用。”

人们常说，滚压的丝杠使用寿命更长，Moritz von Soden 认为在实际操作中这种说法并不成 立。“滚压丝杠的表面更硬，这并不会带来更长的使用寿命。在起重技术领域，青铜螺母通 常用作磨损件。因此，丝杠的硬度在磨损技术方面的作用并不明显。此外，过去的连续载荷 测试表明，我们的丝杠在运行多年后出现的磨损迹象也非常少。”

除螺纹质量外，整个系统也至关重要

只有螺纹、润滑剂和设备维护的出色配合，才能避免出现滑动粘附效果。在涂抹润滑剂前先 清洁表面是最重要的准备工作。此外，建议使用粘度等级为NLGI 00 的液体脂。液体脂应 填满丝杠与波纹管之间容量的至少30%。润滑剂面临的另一要求来自系统密封性：由于波 纹管通常不气密，因此原则上无法避免其内部产生冷凝。出于这个原因，润滑剂必须具有良 好的防水性并能提供出色的防腐效果。

粘附滑动及其后果：令人不适的噪音、磨损增加。

我们在日常生活中也会遇到粘附滑动效果。当车门嘎嘎作响、轮胎在车道上发出尖叫声或者 挡风玻璃上的刮水器发出咯吱声时，就表示静摩擦大于滑动摩擦。但尤其在工业领域的技术 应用中，粘附滑动效果很快就会带来问题：它意味着磨损增加、螺纹轮廓润滑不充分（图3）。 在极端情况下，还可能会导致整个丝杠-螺母系统出现冷焊接。

图3 一旦螺纹卡住，通常就为时已晚。

关于Bornemann

Bornemann Gewindetechnik (https://www.bornemann-gewindetechnik.de/zh/) 生产各种特殊 形式的螺纹。例如，针对起重技术、液压缸工程、舞台技术和拦河坝中的截止阀等领域的特 殊解决方案。除对于锯齿螺纹、螺旋输送机和多头螺纹的高要求定制作业外，我们的生产重 点在于可立即安装的大型梯形丝杠和螺母套件。原材料是任何可机加工的材料。丝杠标准尺 寸的直径范围为10 至180 mm，长度可达10 m。凭借经Bornemann 优化的制造工艺， 螺纹表面可实现磨削质量。