滾珠螺桿潤滑指南:油脂選擇、K1 與補脂週期

先分環境:一張決策表
滾珠螺桿的潤滑順序是先看環境,再看速度與溫度,最後決定補脂方式與週期;順序反過來,容易選出環境不允許的方案。
| 使用環境 | 優先考慮 | 取捨與限制 |
|---|---|---|
| 一般工業、中低速、中高負荷 | AS2 脂潤滑 | 成本低、取得容易,需要定期補脂 |
| 高速長行程、要抑制熱伸長 | 低黏度的 PS2 或 LR3 | 負荷大時油膜較薄,要確認壽命 |
| 低溫環境 | PS2 | 使用溫度下限 −50°C |
| 無塵室、半導體、面板 | LG2 或 LGU | LG2 上限 70°C;LGU 溫度範圍較寬 |
| 維護窗口短、位置難拆 | 脂加 K1 | 使用溫度上限 50°C,Compact FA 不適用 |
| 食品、醫療 | 食品機械用油脂或 FDA 相容 K1 | 選用前確認認證 |
| 真空 | 洽詢原廠 | 型錄註明 LG2、LGU 不可用於真空 |
滾珠螺桿潤滑:油脂先看速度與溫度
NSK 型錄的建議是:滾珠螺桿(絲桿)用脂潤滑時,以基油黏度 30 至 140 mm²/s(40°C)的鋰基脂為宜。高速運轉、要抑制螺桿熱伸長時選低黏度;低速、高溫、高負荷與擺動運轉選高黏度。型錄列出的 NSK 油脂如下:
| 油脂 | 增稠劑 | 基油 | 基油黏度 mm²/s(40°C) | 使用溫度 °C | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| AS2 | 鋰基 | 礦物油 | 130 | −10 至 110 | 一般高負荷,NH/NS 滑軌標準油脂 |
| PS2 | 鋰基 | 合成油+合成烴油 | 15.9 | −50 至 110 | 低溫、高頻運轉 |
| LR3 | 鋰基 | 合成油 | 30 | −30 至 130 | 高速、中負荷 |
| LG2 | 鋰基 | 礦物油+合成烴油 | 32 | −20 至 70 | 無塵環境 |
| LGU | 二脲 | 合成烴油 | 95.8 | −30 至 120 | 無塵環境 |
一般中低速用途,AS2 就能處理。高速長行程的螺桿,發熱會變成熱伸長與定位漂移,改用低黏度的 PS2 或 LR3 更合適。選脂前先確認工作溫度,LG2 的上限只有 70°C。
補脂的做法與週期
補脂有幾個守則。不同品牌、不同增稠劑的油脂不要混用。螺桿補脂前先把舊脂擦掉,再塗新脂。補脂後阻力會暫時升高,要空跑幾趟排出多餘的脂,並擦掉端部累積的油脂,不要補完立刻高速運轉。
週期方面,螺桿的型錄標準是使用 2 至 3 個月後檢查,之後通常每年補一次,視狀況增減。線性滑軌(線軌)另有型錄週期,建議每 3 至 6 個月檢查、通常每年補脂一次。這些是參考值,油脂被切屑污染或長時間高速時要縮短。
油潤滑:什麼時候不用脂
脂潤滑不需要供油管路,多數情況夠用。需要油潤滑的場合,例如高速、要靠油帶走熱、或機台本來就有集中給油系統,型錄的建議是螺桿用 ISO VG 32 至 100 的油。滑軌的油量算式與不同供油方式,依滑軌型錄確認;非水平安裝時,重力滴油無法覆蓋全部滾道,要先洽詢。
黏度的取捨:低黏度的代價
低黏度油脂的攪拌阻力小、發熱少,高速螺桿用它可以降低熱伸長。代價是高負荷下油膜較薄,保護力下降,低速重載或擺動運轉的場合,油膜撐不住,磨耗反而加快。高黏度則相反:油膜厚、耐負荷,但攪拌阻力大,高速時發熱明顯,低溫下啟動阻力也會上升。型錄也提醒,油脂黏度隨溫度變化,冬天低溫時滑軌的滑動阻力會升高,在溫差大的環境要把冬季啟動阻力納入驅動扭矩的考量。
所以選脂的流程是先看轉速與負荷落在哪一端:高速輕載往低黏度,低速重載往高黏度,中間地帶用 AS2 這類通用脂。之後再確認溫度範圍與環境限制(無塵、食品、真空)。
水洗與粉塵環境
NSK 型錄指出,水洗或雨淋的環境,潤滑油脂容易被沖掉,K1 搭配油脂使用,可以延長機台壽命。木工機械這類會產生吸附油脂的粉塵的場合,K1 與油脂並用也能維持潤滑並防止異物侵入。這類環境不要期待單靠補脂撐過一個週期,要把密封、K1 與補脂週期一起設計。
K1 與 K1-L:什麼時候用
NSK K1 是把油與樹脂做在一起的潤滑單元,多孔樹脂吸滿潤滑油,貼著滾道或螺桿,持續供應新油。滑軌型錄提到搭配 K1 可達五年或 10 000 km 免維護;螺桿型錄則列出一項耐久試驗:完全不加油脂、只靠 K1,運行超過 10 000 km。這是 NSK 在特定試驗條件下的參考表現,不是所有設備的保證維護週期;切削液、粉塵、溫度與負荷都會改變實際結果。
K1-L 是滑軌專用的新款,常和螺桿用的 K1 混淆,兩者差異如下:
| 項目 | K1 | K1-L |
|---|---|---|
| 適用產品 | 滾珠螺桿、線性滑軌 | 線性滑軌(NH/NS,另含 DH/DS、VH、HS) |
| 與舊款相比 | 基準款 | 供油時間約為舊款近兩倍,動摩擦力約降 20% |
| 含油量 | 礦物油 70%、聚烯烴樹脂 30% | 約 85%(重量比) |
表中數字取自 NSK 官網產品頁與 K1-L 的新品發布。K1-L 的免維護距離,官網產品頁未列數字,選用時請以原廠資料為準。
K1 裝在螺帽與迷宮式密封之間,螺帽會比標準品稍長,設計行程要算進去。使用溫度上限為 50°C,瞬間上限 80°C。K1 不適用於 Compact FA 系列。K1 要避免接觸有機溶劑、含白煤油的防鏽油與稀釋劑。型錄指出水溶性與油性切削液、AS2 與 PS2 油脂不會傷到它。滑軌的標準配置是兩端各裝一片 K1,環境嚴苛時每側最多可加到兩片,需要更多片數請與我們聯繫,我們來幫您確認。
維護窗口短、位置難拆、或不希望油脂外溢的設備,K1 值得評估,它仍搭配少量油脂使用,不是完全免脂。K1 的使用須符合原廠規定的溫度及系列限制,超出適用條件時,要重新評估潤滑方式與補脂週期。
無塵室:用低揚塵油脂
半導體與面板設備常見的選擇是 NSK Clean Grease LG2 與 LGU。型錄說明 LG2 的揚塵低且長期穩定,壽命為氟系脂的十倍以上、與一般油脂相當,防鏽能力也高於氟系脂。LGU 為二脲基,溫度範圍比 LG2 寬。官網目前可查 NSK GRS LG2。
食品醫療設備另有 FDA 相容的 K1 與 NSF H1 登錄的 PARALIQ GA351 油脂,選用前請確認認證。
真空環境:無塵室油脂不能沿用
NSK 型錄的潤滑章節中,LG2、LGU 列為無塵環境用,並明確註明兩者都不能用在真空環境。真空下基油會揮發、釋氣而污染腔體,需要專門的真空油脂。真空應用請提供真空度、溫度、行程與速度,我們來幫您確認,勿沿用無塵室油脂。
搭配滑軌與延伸閱讀
官網可查小型滑軌用的 K1 潤滑裝置,例如 LU 系列的 LAU09ARS-K1。滑軌選型見〈線性滑軌選型指南〉,螺桿搭配見〈單軸模組設計要點〉,異音或溫升排查見〈滾珠螺桿失效排查〉,品牌整體見 NSK 品牌總覽。
設備環境特殊(無塵、真空、高溫),把環境條件填進詢價表單,我們依型錄資料回覆適用的油脂與潤滑配置。
FAQ
K1-L 可以裝在滾珠螺桿上嗎?
K1-L 是為線性滑軌推出的新款。螺桿用的是 K1,型錄也註明 Compact FA 系列不適用。
無塵室一定要用 LG2 嗎?
不一定。NSK 型錄列為無塵環境用的有 LG2 與 LGU 兩種,主要差在使用溫度:LG2 為 −20 至 70°C,超過 70°C 或需要較寬溫度範圍時可評估 LGU(−30 至 120°C)。兩者都不能用在真空環境。設備有指定潔淨度等級時,請提供等級與運轉條件,我們來幫您確認適用的油脂。
裝了 K1,還需要補脂嗎?
需要。K1 的標準規格就是搭配螺帽或滑塊內的 NSK 油脂一起用,作用是把補脂週期拉長,油脂仍然要有。補脂週期依工況而定,請依 NSK 原廠建議確認。
