滚珠螺杆润滑指南:油脂选择、K1 与补脂周期

先分环境:一张决策表
滚珠螺杆的润滑顺序是先看环境,再看速度与温度,最后决定补脂方式与周期;顺序反过来,容易选出环境不允许的方案。
| 使用环境 | 优先考虑 | 取舍与限制 |
|---|---|---|
| 一般工业、中低速、中高负荷 | AS2 脂润滑 | 成本低、取得容易,需要定期补脂 |
| 高速长行程、要抑制热伸长 | 低黏度的 PS2 或 LR3 | 负荷大时油膜较薄,要确认寿命 |
| 低温环境 | PS2 | 使用温度下限 −50°C |
| 无尘室、半导体、面板 | LG2 或 LGU | LG2 上限 70°C;LGU 温度范围较宽 |
| 维护窗口短、位置难拆 | 脂加 K1 | 使用温度上限 50°C,Compact FA 不适用 |
| 食品、医疗 | 食品机械用油脂或 FDA 相容 K1 | 选用前确认认证 |
| 真空 | 洽询原厂 | 型录注明 LG2、LGU 不可用于真空 |
滚珠螺杆润滑:油脂先看速度与温度
NSK 型录的建议是:滚珠螺杆(丝杆)用脂润滑时,以基油黏度 30 至 140 mm²/s(40°C)的锂基脂为宜。高速运转、要抑制螺杆热伸长时选低黏度;低速、高温、高负荷与摆动运转选高黏度。型录列出的 NSK 油脂如下:
| 油脂 | 增稠剂 | 基油 | 基油黏度 mm²/s(40°C) | 使用温度 °C | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| AS2 | 锂基 | 矿物油 | 130 | −10 至 110 | 一般高负荷,NH/NS 滑轨标准油脂 |
| PS2 | 锂基 | 合成油+合成烃油 | 15.9 | −50 至 110 | 低温、高频运转 |
| LR3 | 锂基 | 合成油 | 30 | −30 至 130 | 高速、中负荷 |
| LG2 | 锂基 | 矿物油+合成烃油 | 32 | −20 至 70 | 无尘环境 |
| LGU | 二脲 | 合成烃油 | 95.8 | −30 至 120 | 无尘环境 |
一般中低速用途,AS2 就能处理。高速长行程的螺杆,发热会变成热伸长与定位漂移,改用低黏度的 PS2 或 LR3 更合适。选脂前先确认工作温度,LG2 的上限只有 70°C。
补脂的做法与周期
补脂有几个守则。不同品牌、不同增稠剂的油脂不要混用。螺杆补脂前先把旧脂擦掉,再涂新脂。补脂后阻力会暂时升高,要空跑几趟排出多余的脂,并擦掉端部累积的油脂,不要补完立刻高速运转。
周期方面,螺杆的型录标准是使用 2 至 3 个月后检查,之后通常每年补一次,视状况增减。线性滑轨(线轨)另有型录周期,建议每 3 至 6 个月检查、通常每年补脂一次。这些是参考值,油脂被切屑污染或长时间高速时要缩短。
油润滑:什么时候不用脂
脂润滑不需要供油管路,多数情况够用。需要油润滑的场合,例如高速、要靠油带走热、或机台本来就有集中给油系统,型录的建议是螺杆用 ISO VG 32 至 100 的油。滑轨的油量算式与不同供油方式,依滑轨型录确认;非水平安装时,重力滴油无法覆盖全部滚道,要先洽询。
黏度的取舍:低黏度的代价
低黏度油脂的搅拌阻力小、发热少,高速螺杆用它可以降低热伸长。代价是高负荷下油膜较薄,保护力下降,低速重载或摆动运转的场合,油膜撑不住,磨耗反而加快。高黏度则相反:油膜厚、耐负荷,但搅拌阻力大,高速时发热明显,低温下启动阻力也会上升。型录也提醒,油脂黏度随温度变化,冬天低温时滑轨的滑动阻力会升高,在温差大的环境要把冬季启动阻力纳入驱动扭矩的考量。
所以选脂的流程是先看转速与负荷落在哪一端:高速轻载往低黏度,低速重载往高黏度,中间地带用 AS2 这类通用脂。之后再确认温度范围与环境限制(无尘、食品、真空)。
水洗与粉尘环境
NSK 型录指出,水洗或雨淋的环境,润滑油脂容易被冲掉,K1 搭配油脂使用,可以延长机台寿命。木工机械这类会产生吸附油脂的粉尘的场合,K1 与油脂并用也能维持润滑并防止异物侵入。这类环境不要期待单靠补脂撑过一个周期,要把密封、K1 与补脂周期一起设计。
K1 与 K1-L:什么时候用
NSK K1 是把油与树脂做在一起的润滑单元,多孔树脂吸满润滑油,贴着滚道或螺杆,持续供应新油。滑轨型录提到搭配 K1 可达五年或 10 000 km 免维护;螺杆型录则列出一项耐久试验:完全不加油脂、只靠 K1,运行超过 10 000 km。这是 NSK 在特定试验条件下的参考表现,不是所有设备的保证维护周期;切削液、粉尘、温度与负荷都会改变实际结果。
K1-L 是滑轨专用的新款,常和螺杆用的 K1 混淆,两者差异如下:
| 项目 | K1 | K1-L |
|---|---|---|
| 适用产品 | 滚珠螺杆、线性滑轨 | 线性滑轨(NH/NS,另含 DH/DS、VH、HS) |
| 与旧款相比 | 基准款 | 供油时间约为旧款近两倍,动摩擦力约降 20% |
| 含油量 | 矿物油 70%、聚烯烃树脂 30% | 约 85%(重量比) |
表中数字取自 NSK 官网产品页与 K1-L 的新品发布。K1-L 的免维护距离,官网产品页未列数字,选用时请以原厂资料为准。
K1 装在螺帽与迷宫式密封之间,螺帽会比标准品稍长,设计行程要算进去。使用温度上限为 50°C,瞬间上限 80°C。K1 不适用于 Compact FA 系列。K1 要避免接触有机溶剂、含白煤油的防锈油与稀释剂。型录指出水溶性与油性切削液、AS2 与 PS2 油脂不会伤到它。滑轨的标准配置是两端各装一片 K1,环境严苛时每侧最多可加到两片,需要更多片数请与我们联系,我们来帮您确认。
维护窗口短、位置难拆、或不希望油脂外溢的设备,K1 值得评估,它仍搭配少量油脂使用,不是完全免脂。K1 的使用须符合原厂规定的温度及系列限制,超出适用条件时,要重新评估润滑方式与补脂周期。
无尘室:用低扬尘油脂
半导体与面板设备常见的选择是 NSK Clean Grease LG2 与 LGU。型录说明 LG2 的扬尘低且长期稳定,寿命为氟系脂的十倍以上、与一般油脂相当,防锈能力也高于氟系脂。LGU 为二脲基,温度范围比 LG2 宽。官网目前可查 NSK GRS LG2。
食品医疗设备另有 FDA 相容的 K1 与 NSF H1 登录的 PARALIQ GA351 油脂,选用前请确认认证。
真空环境:无尘室油脂不能沿用
NSK 型录的润滑章节中,LG2、LGU 列为无尘环境用,并明确注明两者都不能用在真空环境。真空下基油会挥发、释气而污染腔体,需要专门的真空油脂。真空应用请提供真空度、温度、行程与速度,我们来帮您确认,勿沿用无尘室油脂。
搭配滑轨与延伸阅读
官网可查小型滑轨用的 K1 润滑装置,例如 LU 系列的 LAU09ARS-K1。滑轨选型见〈线性滑轨选型指南〉,螺杆搭配见〈单轴模组设计要点〉,异音或温升排查见〈滚珠螺杆失效排查〉,品牌整体见 NSK 品牌总览。
设备环境特殊(无尘、真空、高温),把环境条件填进询价表单,我们依型录资料回复适用的油脂与润滑配置。
常见问题
K1-L 可以装在滚珠螺杆上吗?
K1-L 是为线性滑轨推出的新款。螺杆用的是 K1,型录也注明 Compact FA 系列不适用。
无尘室一定要用 LG2 吗?
不一定。NSK 型录列为无尘环境用的有 LG2 与 LGU 两种,主要差在使用温度:LG2 为 −20 至 70°C,超过 70°C 或需要较宽温度范围时可评估 LGU(−30 至 120°C)。两者都不能用在真空环境。设备有指定洁净度等级时,请提供等级与运转条件,我们来帮您确认适用的油脂。
装了 K1,还需要补脂吗?
需要。K1 的标准规格就是搭配螺帽或滑块内的 NSK 油脂一起用,作用是把补脂周期拉长,油脂仍然要有。补脂周期依工况而定,请依 NSK 原厂建议确认。
