Kako izračunati vodilo krogličnega vijaka

Prenos krogličnega vijaka je linearna razdalja, ki jo premakne matica, ko se gred vijaka zavrti za en polni obrat. Ko inženirji izračunavajo premik krogličnega vijaka, običajno poskušajo uskladiti zahtevano hitrost vožnje, hitrost motorja, ločljivost pozicioniranja, potisno silo in stanje obremenitve sistema linearnega gibanja.

Izbira pravegakroglični vijaksvinec ni le preprost izračun s formulo. Večji vodnik lahko pomaga pri hitrejšem premikanju osi pri enaki hitrosti vijaka, medtem ko lahko manjši vodnik zagotovi boljšo ločljivost pozicioniranja in večjo mehansko prednost za potisk.

Ta priročnik pojasnjuje, kako izračunati prednost krogličnega vretena iz ciljne hitrosti in vrtljajev vijaka, kako prednost vpliva na hitrost, ločljivost in potisk ter kako izbrati praktično vrednost prednosti glede na navor motorja, kritično hitrost, način podpore in standardne specifikacije krogličnega vretena.

Kaj je svinec s krogličnim vijakom?

Prenos krogličnega vijaka se meri v milimetrih na obrat. Pove vam, kako daleč potuje kroglična matica v enem polnem obratu gredi vijaka. Na primer, če ima kroglični vijak 10 mm vodila, se matica premakne za 10 mm, ko se vijak zavrti za en polni obrat.

Prenos je eden najpomembnejših parametrov pri izbiri krogličnega vretena, saj neposredno vpliva na linearno hitrost, ločljivost pozicioniranja, zahtevani navor, potisno silo in odziv sistema.

Prenos krogličnega vijačnika proti nagibu

Svinec se pogosto zamenjuje s smolo. Pri mnogih standardnih krogličnih vretenih-zagona sta vodila in naklon enaka. Pri vijakih z več- zagoni pa sta vodila in korak različna.

Formula za izračun vodila s krogličnim vijakom

Za izračun prednosti krogličnega vijaka potrebujete ciljno linearno hitrost in dejansko hitrost vrtenja vijaka. Če je motor neposredno povezan z vijakom, sta vrtljaji motorja in vrtljaji vijaka lahko enaki. Če uporabljate reduktor, jermenico, menjalnik ali drugo prenosno razmerje, morate najprej izračunati dejansko število vrtljajev vijaka.

Ključna točka je doslednost enote. Če je hitrost podana v mm/s, jo pomnožite s 60, da jo pretvorite v mm/min. Če je hitrost že navedena v mm/min, ne množite znova s ​​60.

Primer: Izračunajte prednost iz ciljne hitrosti in RPM

Recimo, da strojna os zahteva hitrost gibanja 600 mm/s, vijak pa se lahko vrti pri 3000 vrt./min.

To pomeni, da je teoretični premik, potreben za doseganje 600 mm/s pri 3000 vrt/min, 12 mm. Pri resničnem izboru prednosti ne smete samodejno povečati za določen odstotek. Namesto tega izberite najbližji razpoložljivi standardni vodnik in preverite, ali so navor motorja, pospešek, ločljivost pozicioniranja in kritična hitrost še sprejemljivi.

Če 12 mm ni standardna razpoložljiva možnost za izbrani premer vijaka ali serijo, je praktična izbira lahko 10 mm, 16 mm ali drug standardni kabel, odvisno od zahtev stroja.

Kako svinec vpliva na hitrost, ločljivost in potisk

Svinec s krogličnim vijakom vpliva na več ključnih dejavnikov delovanja hkrati. Velika prednost pomaga doseči večjo linearno hitrost pri nižjih vrtljajih, vendar tudi zmanjša mehansko prednost. Majhen svinec izboljša ločljivost in potisk, vendar se mora vijak vrteti hitreje, da doseže enako linearno hitrost.

Preverjanje navora in potiska po izračunu vodila

Po izračunu prednosti morate preveriti, ali lahko motor zagotovi dovolj navora za zahtevani potisk. Manjši odvod daje boljšo mehansko prednost, medtem ko večji odvod zahteva več navora za ustvarjanje enakega aksialnega potiska.

Če se navor meri v N·m, svinčenje pa v mm, je treba vključiti pretvorbo enote:

Ta formula je inženirska referenca. Dejanska zmogljivost potiska je odvisna tudi od krivulje navora motorja, pospeška, učinkovitosti vijaka, prednapetosti, podpore ležaja, mazanja, navpične ali vodoravne namestitve in varnostnega faktorja.

Pri izbiri večjega koraka za visoke hitrosti vedno preverite, ali ima motor med pospeševanjem in pod obremenitvijo še dovolj navora.

Preverjanje kritične hitrosti in vrtljajev vijaka

Na kritično hitrost krogličnega vijaka vplivajo predvsem premer vijaka, nepodprta dolžina, način končne podpore in hitrost vrtenja. Vodenje ne določa neposredno kritične hitrosti, vendar vpliva na vrtljaje vijaka, potrebne za doseganje ciljne linearne hitrosti.

Za določeno ciljno hitrost večji vodnik omogoča, da se vijak vrti pri nižjih obratih. Manjši premik lahko zahteva višje vrtljaje na minuto, da doseže isto hitrost, zaradi česar je lahko preverjanje kritične hitrosti pomembnejše za dolgo-hodne osi.

Preden potrdite končno prednost, preverite:

• Premer vijaka in skupna dolžina.
• Nepodprta dolžina med nosilnimi nosilci.
• Fiksna končna in podprta končna konfiguracija.
• Število vrtljajev delovnega vijaka pri največji hitrosti.
• Varnostna meja pod kritično hitrostjo.

Pri sistemih z visoko-hitrostjo in dolgim{1}}hodom je treba izbiro kabla vedno preveriti skupaj s kritično hitrostjo, izbiro podporne enote in zmogljivostjo motorja.

5-stopenjski postopek izbire vodila s krogličnim vijakom

Praktični izračun vodila s krogličnim vijakom se ne bi smel ustaviti po eni formuli. Izračunano vrednost je treba preveriti glede na sistem polnega gibanja.

Izbira možnih strank za različne aplikacije

Različni stroji zahtevajo različne smeri vodenja. Naslednja tabela daje praktične reference za pogoste pogoje uporabe.

Premisleki glede standardne možne stranke in možne stranke po meri

Pri realnem nakupu je treba izračunano prednost uskladiti z razpoložljivimi standardnimi izdelki. Običajni kabli lahko vključujejo 4 mm, 5 mm, 10 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 32 mm ali večje možnosti kabla, odvisno od premera vijaka in serije.

Standardne kontakte je običajno lažje kupiti, skrajšajo čas dostave in poenostavijo prihodnjo zamenjavo. Za posebne pogoje hitrosti ali gibanja so morda potrebne zasnove vodil po meri, vendar jih je treba potrditi skupaj s premerom, vrsto matice, končno obdelavo, stopnjo natančnosti, podpornimi enotami in časom proizvodnje.

Za projekte OEM je bolje potrditi vodilo, premer, dolžino vijaka, končno obdelavo, strukturo matice in razporeditev podporne enote, preden dokončate zasnovo stroja.

Izbira potencialne stranke je odločitev-na ravni sistema

Izbira napačnega vodila s krogličnim vijakom lahko povzroči preobremenjene motorje, netočno pozicioniranje, nezadostno potisk, vibracije, hrup ali zgodnjo odpoved komponent. Zato je treba izbiro vodil oceniti skupaj s celotno zasnovo osi.

Zanesljiva odločitev o vodniku s krogličnim vijakom mora upoštevati:

• Ciljna potovalna hitrost in pospešek.
• Hitrost motorja in krivulja navora.
• Teža tovora in smer namestitve.
• Zahteva po ločljivosti pozicioniranja in ponovljivosti.
• Premer krogličnega vretena, dolžina in način podpore.
• Kritična hitrost in dovoljeni vrtljaji vijaka.
• Vrsta matice, prednapetost, mazanje in delovno okolje.

V mnogih primerih najboljša potencialna stranka ni najmanjša ali največja možnost. To je svinec, ki daje najboljše ravnotežje med hitrostjo, natančnostjo, potiskom, zmogljivostjo motorja in dolgoročno-zanesljivostjo.

Zaključek

Izračun vodila krogličnega vretena se začne s preprosto formulo za hitrost, vendar končna izbira zahteva preverjanje-na ravni sistema. Teoretični vod je treba preveriti glede na navor motorja, ločljivost pozicioniranja, zahtevo po potisku, kritično hitrost vijaka, metodo podpore in standardno razpoložljivost izdelka.

Majhna žica zagotavlja boljšo ločljivost in potisk, medtem ko večja žica podpira večjo hitrost potovanja pri nižjih vrtljajih vijaka. Najboljša izbira je odvisna od razmerja med hitrostjo, natančnostjo, obremenitvijo in zanesljivostjo. Če niste prepričani, kateri vodnik je primeren, vam lahko DLY pomaga preveriti vodnik krogličnega vijaka, premer, stopnjo natančnosti, vrsto matice in konfiguracijo podpore glede na zahteve vašega stroja.