Vodnik za izbiro dolžine krogličnih vijakov: Kako izbrati pravo dolžino od 300 mm do 3000 mm

V mehanskem načrtovanju in industrijski avtomatizaciji je dolžina krogličnega vretena ena najbolj spregledanih-a najbolj pomembnih-specifikacij v celotnem pogonskem sistemu. Poskrbite, da bo os delovala gladko več let. Če se zmotite, vas čakajo glavoboli pri namestitvi, izgubljena natančnost, prekomerne vibracije ali v najslabšem primeru upognjena ali upognjena gred.

Ne glede na to, ali se odločite za kompakten namizni CNC stroj ali 3-metrsko portalno os, je vprašanje enako:kako dolg naj bi bil pravzaprav kroglični vijak in kaj se zgodi, če se zmotiš?

Ta vodnik se pokvarikroglični vijakizbira dolžine od 300 mm do 3000 mm-kaj dolžina v resnici vključuje, kako se različni razponi obnašajo mehansko in inženirske preglede, ki jih morate opraviti, preden dokončate dolžino.

Kaj pravzaprav pomeni "dolžina krogličnega vijaka".

Tukaj se začne veliko napak pri izbiri:Dolžina krogličnega vijaka ni enaka hodu.

Celotna dolžina gredi je sestavljena iz treh delov:

zaradi tega,skupna dolžina vijaka je vedno večja od potrebnega giba-pogosto za 60–150 mm ali več, odvisno od podpore in končne-načine pritrditve. Če dobavitelju navedete samo "hod", ne da bi potrdili skupno dolžino, tvegate vijak, ki je fizično prekratek za namestitev.

 

Kratek pregled razponov dolžin krogličnih vijakov

Preden se potopite v vsak obseg, je tukaj kratka različica:

Zdaj pa si podrobneje oglejmo vsak obseg.

 

Kroglična vretena s kratkim-hodom (300 mm–500 mm)

Tipične velikosti:300 mm, 400 mm, 500 mm

Kje se uporabljajo:

• Namizni in namizni CNC stroji
• Kompaktni moduli za avtomatizacijo
• Medicinska in laboratorijska oprema za preglede
• Stroji za obdelavo polprevodnikov in elektronike

Zakaj dobro delujejo pri tej dolžini:
Kratki vijaki mehansko odpuščajo. Gred je kratka glede na svoj premer, zato so upogibanje, vibracije in kritične-omejitve hitrosti redko zaskrbljujoče, tudi pri zmernih-do-visokih vrtilnih hitrostih. Namestitev je tudi enostavnejša-tolerance ravnosti gredi in poravnave je veliko lažje držati nad 300–500 mm kot nad 2–3 metri.

Spodnja vrstica:če vaša aplikacija ustreza temu razponu, je-tehnično tveganje, povezano z dolžino, majhno. Vaša glavna izbirna merila bi se morala preusmeriti na natančnost vodila, razred prednapetosti in slog matice.

 

Kroglična vretena s srednjim-hodom (600 mm–1000 mm)

Tipične velikosti:600 mm, 700 mm, 1000 mm

Kje se uporabljajo:

• Standardne CNC strojne osi
• Sistemi-izberi in-postavi
• Stroji za pakiranje
• Splošna-industrijska avtomatizacija

Zakaj je ta serija "sladka točka" industrije:
600–1000 mm je najbolj razširjen in najbolj standardiziran razpon dolžin v industriji krogličnih vretenc. Ponuja praktično ravnovesje med togostjo, dosegljivo hitrostjo in stroški-redko se borite s kritičnimi-omejitvami hitrosti, vendar tudi ne plačujete premije za prevelike premere gredi, ki jih aplikacija ne potrebuje.

Na kaj morate biti pozorni:na zgornji meji tega razpona (800 mm+) v kombinaciji z visokim vrtljajem na minuto je vredno zagnati hitro kritično{2}}preverjanje hitrosti (glejte spodaj), namesto da predvidevate, da bo vijak deloval enako kot pri 600 mm.

 

Kroglična vretena z dolgim-hodom (1500 mm–3000 mm)

Tipične velikosti:1500 mm, 2000 mm, 2500 mm, 3000 mm

Kje se uporabljajo:

• Veliki CNC obdelovalni centri
• Sistemi za avtomatizacijo portalnega-tipa
• Stroji za-obdelovanje lesa in kamna
• Dolge-črte za avtomatizacijo potovanj

Zakaj je treba tej ponudbi posvetiti-tehnično raven:
Po približno 1500 mm se gred vijaka začne manj obnašati kot toga drog in bolj kot dolg, tanek nosilec. Trije učinki postanejo pomembni:

• Odklon in vibracijepovečati, zlasti pri stranskih obremenitvah ali pri višjih hitrostih
• Metoda podpore(število in vrsta vmesnih/končnih nosilcev) postane bolj pomembno kot sam vijak
• Kritična hitrost in upogibna obremenitev postanejo trde omejitve in ne teoretični pomisleki

Uporabno pravilo:pri vijakih, večjih od 1500 mm, premer gredi in konfiguracija podpore običajno bolj-vplivata na dejansko delovanje kot samo dolžina.2000 mm vijak s pravim premerom in podporo lahko prekaša 2500 mm vijak, ki je premajhen za svoj razpon.

 

Kako izračunati zahtevano dolžino krogličnega vijaka

Standardni inženirski približek je:

Skupna dolžina krogličnega vijaka ≈ efektivni hod + dolžina končne obdelave + varnostna meja

Nekaj ​​praktičnih opomb za vsak termin:

• Učinkovita kapje dejanski razpon giba kroglične matice-in ne razdalja gibanja mize ali vozička. Če je vaša referenčna dimenzija hod vozička, morate dodati tudi dolžino telesa matice in njeno namestitev, sicer boste imeli vijak, ki fizično ne more doseči giba, za katerega ste načrtovani.
• Dolžina končne obdelaveobičajno teče20 mm–80 mm na konec, odvisno od tega, ali je konec fiksen-podprt (potrebuje sedež ležaja in zaklepni navoj) ali preprosto podprt (krajša značilnost obdelave). Dvojno-podprti dizajni na obeh koncih bodo temu dodali na vsaki strani.
• Varnostna rezerva zajema prekoračitev matice, položaj končnega-stikala in kakršen koli mehanski tolerančni sklop-navzgor. 10–20 mm na konec je običajen začetni dodatek, čeprav je treba to potrditi glede na vašo specifično montažno zasnovo.

Ker je dejanska številka odvisna od vaše vrste podpore in konstrukcije-končne pritrditve,končna dolžina mora biti vedno potrjena glede na dejansko mehansko strukturo-in ne samo na podlagi giba.

 

Kritična hitrost in upogibanje: dva kontrolna dolga vijaka ne moreta preskočiti

Iz teh dveh dejavnikov dejansko izvira večina-povezanih napak, ki si zaslužita več kot bežno omembo.

Kritična hitrost

Vsako kroglično vreteno ima največjo varno hitrost vrtenja, preden začne vibrirati in vibrirati kot skakalna vrv-to jekritična hitrost. Odvisno je od premera gredi, nepodprte dolžine in načina pritrditve-podpore/konca in strmo pada, ko se dolžina povečuje.

Kot splošni vzorec:

• Kritična hitrost pada približno zkvadrat dolžine-podvojite dolžino in meja varne hitrosti lahko pade na približno četrtino, vse ostalo je enako.
• Povečanje premera gredi pomaga veliko več, kot ljudje pričakujejo, saj togost narašča s premerom do visoke moči.
• Fiksna-konfiguracija fiksne podpore (oba konca sta togo podprta) omogoča bistveno višjo kritično hitrost kot fiksna-prosta (en konec podprt, en prost) konfiguracija enake dolžine.

Praktični zaključek:če se vaš vijak pri neprekinjenem delovanju vrti nad približno 70–80 % svoje izračunane kritične hitrosti, je vredno-ponovno preveriti premer ali konfiguracijo podpore, preden dokončate načrt-in ne potem, ko je stroj izdelan.

Tveganje upogibanja

Upogibanje je način okvare, pri katerem se dolg, tanek vijak pod aksialno tlačno obremenitvijo nenadoma upogne ali prepogne vstran, namesto da bi odpovedal zaradi preprostega stiskanja. Najbolj pomembno je, ko:

• Vijak je nameščennavpičnoin nosi aksialno obremenitev od podprte mase
• Aplikacija vključujemočan aksialni potiskv kombinaciji z dolgim ​​nepodprtim razponom
• Končna-metoda pritrditve ponuja omejeno omejitev vrtenja (povečanje efektivne upogibne dolžine)

Tako kot kritična hitrost dovoljena upogibna obremenitev strmo pade, ko se dolžina poveča, in strmo narašča s premerom gredi. Za vsako navpično ali močno obremenjeno uporabo z dolgim-hodom je treba preverjanje upogiba obravnavati kot obvezno in ne izbirno.

 

Standardne dolžine krogličnih vijakov v primerjavi s prilagojenimi

Večina proizvajalcev ima na zalogi standardne dolžine do približno 1000 mm. Poleg tega-zlasti v območju 1500 mm–3000 mm-običajno je potrebno rezanje po meri in končna obdelavada ustreza vaši specifični strukturi.

Katere dolžine po meri vam nudijo, česar standardni deli iz kataloga pogosto ne morejo:

• Natančno ujemanje z montažnimi merami vašega stroja, brez izgubljenega hoda ali prisilnega preoblikovanja
• Končna obdelava-specifična za aplikacijo (dolžina navoja, premer sedeža ležaja, postavitev utora)
• Bolj-ujemajoče se razmerje med-in-dolžino, kar neposredno izboljša stabilnost in življenjsko dobo

Če vaša aplikacija spada v obseg-dolgega hoda, se splača zgodaj razpravljati o specifikaciji po meri-ponovna obdelava okvirja stroja okoli--vijaka s police, ki se ne prilega popolnoma, je skoraj vedno dražja od določanja prave dolžine po meri od začetka.

 

Hitri napotki: Izbira po dolžini

 

Pridobite inženirsko podporo za svojo aplikacijo

Če niste prepričani, ali je 300-milimetrski vijak ali 3000-milimetrski vijak-ali karkoli vmes-pravi za vašo aplikacijo, je vredno potrditi izbiro na inženirski ravni, preden naročite. Kratek vnaprejšnji pregled je veliko cenejši od prenove po izdelavi stroja.

Kot proizvajalec krogličnih vijakov DLY zagotavlja izbiro dolžine in podporo prilagajanju v celotnem razponu od 300 mm do 3000 mm, s čimer pomaga izdelovalcem strojev in inženirjem za avtomatizacijo določiti pravo kombinacijo dolžine, premera gredi in končne obdelave na podlagi dejanskih pogojev obremenitve, hitrosti delovanja in strukture namestitve.

← Nazaj na blog DLY