摘要：随着滚珠丝杠日益广泛的在机床及自动化设备中的应用，丝杠在使用中暴露的故障也越来越频繁。对于部分用户来说，滚珠丝杠还是一个比较新的产品，很多故障和事故都是因为对丝杠不够了解而产生的。本文以实际案例为基础，对丝杠断轴的现象进行描述，对断裂的原因进行分析，给出整改意见，解决问题。
 关键词：滚珠丝杠、交变应力、疲劳失效、平行度、伺服电机。
一、基本信息：
1、 丝杠型号：R40-5T3-FSI-460-616.5-0.05品牌：HIWIN。
2、 安装位置：垂直提升负载。
3、 运行速度：200mm/s。
4、 负载重量：260kg。
5、 导向系统：HIWIN直线导轨导向。
二、故障现象：
 机构使用不到1个月，丝杠从轴承的根部断裂。
三、客户诉求：提供断面照片。客户怀疑是丝杠加工过程中有应力集中。导致丝杠短时间断裂，要求我们更换。
四、故障分析：
断面情况如图：

　　
观察丝杠，断面分成两个区域，外侧圆环区域断面光滑，中心小圆区域断面粗糙，粗糙区呈颗粒状。这是因为裂纹存在一个产生和扩展过程，裂纹的外圈在交变载荷作用下，时而压紧时而分开，多次反复循环（丝杠每旋转一圈就完成一次循环），这就形成断面的光滑区。而断口的颗粒状粗糙区则是突然断裂形成的。材料力学上将这种损坏定义为疲劳失效。
疲劳失效是构件在名义应力低于强度极限，甚至低于屈服极限的情况下，突然发生断裂。
疲劳失效产生的更根本原因是交变应力的存在，要避免疲劳失效就需要消除交变应力。丝杠使用过程中产生交变应力的直接原因是丝杠轴承座的圆心和丝杠螺帽座的圆心不同心。轴承座和螺帽座的钢性越高，偏心距离越大则交变应力越大。
五、解决办法：
 由成都海科工控设备，预先免费提供一根丝杠，到客户现场进行更换安装。
在安装工程如下：
1、 第一步，将丝杠轴肩和丝杠固定侧（电机侧）轴承安装好。索引轴向固定螺母。
2、 将负载的螺母安装座孔和螺帽外圆柱配合，在安装过程中，发螺帽圆柱和螺帽座明显的存在偏心，偏心度达到1.5mm左右。
3、 强行将螺帽装入螺母座，将丝杠远端支撑端的轴承座松开，试运行丝杠，发现支撑座的轴承座明显的周期性摆动。这是丝杠同心度不好的明显判定依据。
4、 观察伺服电机的负载率，随着螺帽运行接近丝杠固定侧支撑座，则伺服电机的负载率明显增加，这也是丝杠同心度不好的判定依据。
5、 综上，请客户调整螺母座的安装位置，保证丝杠的同心度，在重复3、4步操作支撑座的晃动小消失，电机负载率增加的现象消失。
6、 双方认可后丝杠继续使用，超过3个月，（此前丝杠1个月断裂）。客户认可海科公司的判断，丝杠断裂是安装的问题，不是加工质量的问题。客户对新丝杠做采购处理。
7、 后续观察丝杠持续使用至今2年无损坏。
                                                                                                                                                                      成都海科技术部