滚珠丝杠副磨损失效机理研究进展
高速化、精密化是目前数控技术发展的重点，作为数控机床关键功能部件的滚动部件在高速条件下的精度保持性和功能可靠性是亟待解决的问题。改善提高国产滚珠丝杠副性能，要掌握滚珠丝杠副的失效机理，从滚珠丝杠副的设计、加工方面做出改进，从而达到提高滚珠丝杠副的可靠性；目前滚珠丝杠副的设计、制造都是基于滚子轴承设计理论，滚珠丝杠副存在螺旋升角、具有特定循环返向结构，其磨损形式与滚子轴承的磨损存在较大的不同。滚珠丝杠副内摩擦特点和磨损失效的主要模式及引起滚珠丝杠副磨损失效的各种可能因素，综述了滚珠丝杠副磨损失效的研究现状，指出了滚珠丝杠副失效研究所面临的亟需解决的问题，为推动我国滚珠丝杠副磨损失效研究提供理论依据。
随着滚珠丝杠副的高速化、重载化，滚珠丝杠副内的滚动部件、及滚珠与滚道之间的相对滑动比重有增大的趋势。滚珠丝杠副内部各处的摩擦，滚珠丝杠副内各部件之间的摩擦主要是滚珠之间运动摩擦、滚珠与滚道之间的摩擦和滚珠与反向装置之间的摩擦。滚珠丝杠运行过程中，由于滚珠滚动方向相同而且滚珠之间接触点的相对位置恰恰相反，从而使得滚珠之间必然产生滑动。
滚珠与滚道之间运动形式较为复杂，首先从运动学的角度来看，无论对于单圆弧、双圆弧的滚珠丝杠副来说，滚珠与螺母接触点轨迹、滚珠与丝杠接触点轨迹分别是具有不同节圆直径的螺旋线，因此滚珠在其承载滚道中的相对滑动是不可避免的；从动力学的角度滚珠在螺旋滚道中的运动存在楔紧效应和陀螺效应，因此会产生滑动摩擦和挤压摩擦。回珠系统内的滑动摩擦，由于滚珠丝杠副的返向装置内滚珠不承受轴向载荷，滚珠的循环过程要不断加载和卸载，其运动状态不再是滚滑而是既有挤压摩擦又有滑动摩擦。滚珠丝杠与滚动轴承不同，滚珠丝杠副自身特有的循环结构使得滚珠循环反向过程中不形成弹流润滑条件，而且滚珠在循环返向过程中的承载、卸载时间较短，因此高速重载化滚珠丝杠副的摩擦形式表现出较强的随机性。大多数滚珠丝杠副内不存在轴承所具有的滚珠隔离器，因此滚珠之间的运动相互影响；滚珠循环系统中的滑动摩擦、挤压摩擦和磨损往往会影响滚珠与承载滚道内滚珠的滚动摩擦。摩擦形式的复杂性也就意味着磨损形式复杂性。目前考虑螺旋升角、滚珠与返向器的随机性碰撞等因素的滚珠丝杠副的动力学和运动学模型还较少。
虽然滚珠丝杠与滚动轴承有相似之处，但是滚珠丝杠副由于存在返向滚道，当滚珠进入返向滚道中时，所承受的载荷完全为零，滚珠的循环运动完全靠后续滚珠的推动，这一点使得滚珠的运动方式、承载方式和润滑方式与轴承存在较大不同，从而使滚珠丝杠副的磨损方式也与球轴承的磨损模式大有不同，各个部件之间的磨损相互耦合。王影曾根据实际生产中滚珠丝杠副失效的现象，总结了滚珠丝杠副的几种常见失效形式。而事实上，滚珠丝杠副的各种磨损失效形式往往综合在一起，相互干涉、相互影响。
滚珠丝杠副的磨损失效形式的研究主要集中在疲劳磨损和粘着磨损。关于滚珠丝杠副的疲劳磨损，许多研究机构从承载滚道、返向器内非承载滚道两部分进行了大量研究，并设计了大量实验装置。目前普遍认为滚珠丝杠副的粘着磨损主要与滚珠丝杠副的精度损失相关。最常用的接触副的粘着磨损模型，近些年来考虑随机因素的磨损模型也逐渐应用到滚珠丝杠副的磨损失效，
滚珠丝杠副的诊断和预测的技术特点是不需要停机或者拆卸零部件，直接对运行中的滚珠丝杠副的工作情况实施技术监测，以便发现问题并及时处理。目前国内没有关于滚珠丝杠副失效的检测标准，实际的滚珠丝杠副失效判断还停留在宏观观察和检查上，即对滚珠丝杠副的润滑油中的铁屑形貌变化、滚珠丝杠副的运转噪声、温升和振动，这些检测方法都或多或少地存在一些问题。综合性能比较法，脉冲测振方法、声发射检测技术、温度报警装置、智能测试方法的应用、楔紧效应的测量方法、滚珠丝杠副预紧力的测量方法。
不论采用那种方法、原理或仪器设备，最重要的在于尽早发现极限状态和估计剩余寿命。诊断和预测都是方法和手段，预防滚珠丝杠副的早期失效所造成的损失才是最终目的。滚珠丝杠副磨损影响因素不仅包含结构设计、而且包括材料热处理工艺和装配工艺，因此相应的预防滚珠丝杠副失效的措施，也必须从各个方面着手以减小磨损、提高滚珠丝杠副的使用寿命。
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