Preden izberejo model krogličnega vijačenja, morajo inženirji opredeliti, kaj mora linearna os dejansko početi. Zahtevana obremenitev, hod, hitrost, natančnost pozicioniranja in namestitev določajo, ali bo predlagano kroglično vreteno delovalo varno in doseglo pričakovano zmogljivost gibanja.
Model, opisan le kot "premer 20 mm s 5 mm vrvico", ni popolna specifikacija. Dva stroja, ki uporabljata isto nominalno velikost krogličnega vretena, lahko zahtevata različne stopnje točnosti, strukturo matice, podporno ureditev ali končno obdelavo, ker so njuni pogoji delovanja različni.
Ta vodnik pojasnjuje devet bistvenihspecifikacije krogličnih vijakovki jih je treba opredeliti pred podrobnim dimenzioniranjem, izbiro modela ali ponudbo.
Začnite z aplikacijo, ne s številko modela
Izbira krogličnega vretena se običajno začne z zahtevami stroja in ne z obstoječo kataloško kodo. Prvi korak je, da jasno opišemo os gibanja:
- Katera komponenta bo premaknjena?
- Kako daleč mora potovati?
- Kako hitro mora biti premik končan?
- Kakšna aksialna obremenitev deluje na vijak?
- Ali je os vodoravna, navpična ali nagnjena?
- Kakšna natančnost pozicioniranja in ponovljivost sta potrebni?
- Kako pogosto bo stroj deloval?
Ti pogoji zagotavljajo osnovo za izbiro premera vijaka, vodila, stopnje natančnosti, strukture matice in načina podpore. Če najprej izberete znani model in kasneje preverite aplikacijo, lahko pride do nezadostne nosilnosti, prevelike hitrosti gredi, tveganja upogibanja ali nepotrebnih stroškov.
1. Aksialna obremenitev
Kroglično vreteno nosi obremenitev predvsem vzdolž svoje osi. Izbira torej zahteva več kot skupno težo gibljive komponente. Proizvajalec ali oblikovalec mora oceniti različne sile, ki delujejo med celotnim delovnim ciklom.
Ustrezne obremenitve lahko vključujejo:
- Utež, ki deluje na navpično ali nagnjeno os
- Sila pospeška in pojemka
- Obdelovalna ali stiskalna sila
- Trenje zaradi vodil, tesnil in povezanih mehanizmov
- Udarec ali začasna največja obremenitev
Največja obremenitev pomaga ugotoviti, ali lahko kroglični vijak prenese največje pogoje delovanja. Pri ocenjevanju pričakovane življenjske dobe ob utrujenosti se uporablja povprečna obremenitev v delovnem ciklu.
Pri navpični osi gibljiva masa ustvarja neprekinjeno osno obremenitev. Ker se lahko kroglična vretena običajno poganjajo-nazaj, mora zavora motorja ali neodvisna držalna naprava preprečiti nenadzorovano gibanje med izgubo moči. Samega krogličnega vretena ne bi smeli obravnavati kot samo{3}}varnostni mehanizem.
2. Zahtevani hod in skupna dolžina
Zahtevani hod je razdalja, ki jo mora premagati matica. Ni enaka skupni dolžini krogličnega vretena.
Celotna gred običajno vključuje:
- Uporaben hod matice
- Dodatna dolžina navoja zunaj delovnega giba
- Fiksni{0}}sedež končnega ležaja
- Podprti-sedež končnega ležaja
- Povezava motorja ali sklopke
- Rame, navoji, utori ali drugi strojno obdelani deli
Daljše gredi zahtevajo dodatno pozornost, ker nepodprta dolžina vpliva na kritično hitrost in odpornost proti upogibanju. Ko zahtevate ponudbo, navedite zahtevano potezo in skupno dolžino ločeno, namesto da navedete samo eno vrednost dolžine.
3. Linearna hitrost in pospešek
Zahtevana linearna hitrost vpliva na vodilo krogličnega vretena in hitrost vrtenja. Njihovo osnovno razmerje je:
Vrtilna hitrost=Linearna hitrost ÷ Vodnik krogličnega vijaka
Ko se enote pretvarjajo dosledno, se mora vijak, ki se premika s hitrostjo 500 mm/s z 10-milimetrskim kablom, vrteti s 3000 obrati na minuto. Če isto gibanje uporablja 5 mm svinec, se zahtevana hitrost vrtenja poveča na 6000 vrt./min.
Manjša prednost ne zagotavlja samodejno boljšega sistema. Lahko izboljša teoretično mehansko ločljivost in poveča razpoložljivi linearni potisk za dani navor motorja, vendar zahteva tudi večjo hitrost gredi, da se doseže enaka linearna hitrost.
Treba je opredeliti tudi pospešek. Hitro pospeševanje poveča navor, ki ga zahteva motor, in ustvari dodatno silo v krogličnem vretenu, podpornih ležajih in povezani strukturi.
4. Premer vijaka
Nazivni premer vijaka vpliva na aksialno obremenitev, togost gredi, kritično hitrost in odpornost na upogib. Večji premer na splošno zagotavlja večjo togost in je bolj primeren za daljše gibe ali večje tlačne obremenitve, vendar tudi poveča vztrajnost, prostor za namestitev in stroške.
Pri izbiri premera je treba torej upoštevati:
- Največja in povprečna osna obremenitev
- Nepodprta dolžina gredi
- Največja hitrost vrtenja
- Horizontalna ali vertikalna namestitev
- Končajte-dogovor o podpori
- Razpoložljiv prostor za montažo
Za dolge navpične ali tlačno obremenjene vijake je preverjanje ukrivljenosti še posebej pomembno. Pri dolgih-hitrostnih gredi lahko glavno omejitev postane kritično{2}}preverjanje hitrosti.
5. Vodnik s krogličnim vijakom
Prednost je linearna razdalja, ki jo prepotuje matica med enim popolnim obratom vijaka. Neposredno povezuje vrtenje motorja z linearnim gibanjem.
| Lead Choice | Splošni učinek | Točke za preverjanje |
|---|---|---|
| Manjši svinec | Večja linearna sila na enoto vhodnega navora in manjši hod na vrtljaj motorja | Za enako linearno hitrost so potrebni višji vrtljaji vijaka |
| Večji svinec | Več linearnega pomika na vrtljaj in nižje število vrtljajev vijaka za enako linearno hitrost | Za enak aksialni potisk bo morda potreben večji navor motorja |
Ločljivost krmilnika, hitrost motorja, zahtevani potisk in ciljni čas cikla je treba upoštevati skupaj. Izbira vodila ne sme temeljiti samo na natančnosti pozicioniranja.
6. Valjani ali brušeni kroglični vijak
Zahtevana zmogljivost pozicioniranja in stroški projekta pomagajo določiti, ali je valjan ali brušen kroglični vijak primeren.
Primerjava metod izdelave brušenih in valjanih krogličnih vijakov
Valjano kroglično vreteno ima vodilno stezo gredi, oblikovano s plastično deformacijo z uporabo kotalnih matric. Zagotavlja učinkovito proizvodnjo in ekonomično rešitev za splošno industrijsko gibanje. DLY običajno dobavlja hladno{2}}valjane kroglične vijake z natančnostjo C7 za opremo za avtomatizacijo, pakirne stroje, CNC rezkalnike in druge standardne aplikacije.
Brušeno kroglično vreteno ima vodilno pot obdelano z natančnim brušenjem. Običajno se izbere, ko stroj zahteva strožji nadzor vodila, zahtevnejšo zmogljivost pozicioniranja ali večjo doslednost gibanja.
Način izdelave je treba izbrati glede na zahtevano natančnost osi. Uporaba ozemljitvenega vijaka ne more nadomestiti napak, ki nastanejo zaradi neustrezne podporne konstrukcije, slabe poravnave, prožnih montažnih površin ali nenatančne sestave stroja.
7. Natančnost, ponovljivost in aksialna zračnost
Ti izrazi opisujejo različne vidike delovanja gibanja in se jih ne sme uporabljati zamenljivo.
| Izraz | Pomen | Strojni učinek |
|---|---|---|
| Natančnost svinca | Razlika med dejanskim in teoretičnim potovanjem na določeni dolžini | Vpliva na absolutno pozicioniranje nad udarcem |
| Ponovljivost | Sposobnost večkratnega vračanja v isti ukazani položaj | Pomembno za ponavljajoče se strojne cikle |
| Aksialni odmik | Prosto aksialno gibanje med vijakom in matico pod povratno silo | Vpliva na natančnost-obračanja smeri |
| Prednapetost | Notranja obremenitev, uporabljena za zmanjšanje zračnosti in povečanje togosti | Izboljša odziv pri vzvratni vožnji, vendar poveča trenje in pogonski navor |
Terminologija prednapetosti in razpoložljive ravni se razlikujejo glede na proizvajalca in obliko matice. Kupec bi moral navesti zahtevano aksialno zračnost, togost ali vozni-navor, namesto da bi predvideval, da ima ena prednapetostna koda enak pomen pri vseh dobaviteljih.
8. Usmerjenost namestitve in način podpore
Isti kroglični vijak ima lahko zelo različne meje delovanja, odvisno od tega, kako so njegovi konci podprti. Običajne ureditve vključujejo konfiguracije fiksno–prosto, podprto–podprto, fiksno–podprto in fiksno–fiksno.
Fiksna{0}}končna podpora običajno vsebuje prednapet kotni{1}}kontaktni ležaj, ki locira gred aksialno. Nasprotna opora se prilagodi ne-gnanemu koncu in pomaga nadzorovati upogibanje gredi. Primerne podporne enote lahko vključujejo kombinacije BK/BF, FK/FF ali EK/EF, odvisno od velikosti vijaka in montažne strukture.
Metoda podpore vpliva na:
- Dovoljena hitrost vrtenja
- Odpornost na upogib
- Aksialna togost
- Obnašanje pri toplotnem raztezanju
- Kompleksnost namestitve
Navesti je treba tudi orientacijo. Navpična os zahteva upoštevanje gravitacijske obremenitve, zaviranja motorja in zaščite pred-padci. Horizontalna namestitev z dolgim-hodom bo morda zahtevala dodatno kontrolo povešanja gredi in kritične hitrosti.
9. Končna obdelava in povezane komponente
Standardne kroglične vijačne gredi pogosto zahtevajo strojno obdelavo, preden jih je mogoče namestiti. Oba konca gredi se morata ujemati z izbranimi ležajnimi nosilci, protimatico, sklopko motorja in okoliško strukturo stroja.
Tipične lastnosti obdelave koncev gredi s krogličnim vijakom
Končna-obdelovalna risba mora definirati:
- Premeri, dolžine in tolerance ležajev-
- Položaji ramen
- Zunanji ali notranji navoj
- Protimatica in utori za{0}}obroče
- Premer spojke in dolžina priključka
- Odseki za ključe, ploščate ali ključe
- Zahtevane sredinske luknje in robovi
Krogličnega vretena ne izbirajte neodvisno od njegovih nosilnih ležajev in sklopke. Dimenzionalno pravilna vijačna gred lahko še vedno povzroči slabo gibanje, če ležajna razporeditev nima togosti ali če končna obdelava povzroči neusklajenost.
DLY lahko dobavi kroglične vretene s prilagojeno končno obdelavo in združljivostpodporne enote s krogličnimi vijakipo montažni risbi stranke.
Dodatni pogoji delovanja
Devet glavnih specifikacij opredeljuje mehanske zahteve, vendar je treba pred končno potrditvijo modela upoštevati tudi okoliško okolje.
Pomembni pogoji vključujejo:
- Delovna temperatura
- Izpostavljenost prahu, ostružkom, hladilni tekočini ali vlagi
- Vrsta maziva in interval vzdrževanja
- Neprekinjeno ali občasno delovanje
- Zahtevana življenjska doba
- Omejitve hrupa
- Zahteve za čisto sobo ali odpornost-na korozijo
Intervalov mazanja ni mogoče definirati z enim univerzalnim časom delovanja. Ponovno mazanje je odvisno od hitrosti, giba, obremenitve, temperature, kontaminacije in stanja maziva. Proizvajalci opreme bi morali določiti interval na podlagi dejanskega delovnega cikla in med zagonom preveriti stanje mazanja.
Kako specifikacije delujejo skupaj
Parametrov krogličnega vijaka ne smete izbrati neodvisno. Vsaka izbira spremeni drug del sistema:
- Daljši hod lahko zahteva večji premer gredi ali drugačen način podpore.
- Višja linearna hitrost bo morda zahtevala večji vod, da bo število vrtljajev gredi ostalo pod kritično-mejno hitrostjo.
- Manjša prednost lahko poveča razpoložljivi potisk, vendar tudi poveča vrtilno hitrost, potrebno za enako hitrost potovanja.
- Večja prednapetost lahko izboljša togost, vendar poveča trenje, temperaturo in navor motorja.
- Višja stopnja natančnosti lahko izboljša nadzor elektrode, ne more pa odpraviti napak pri namestitvi in konstrukcije.
Končno izbiro je zato treba preveriti kot celoten pogonski sistem, ki vključuje kroglični vijak, matico, nosilne ležaje, sklopko, motor, vodila in strukturo stroja.
Zaključek
Preden izberete kroglični vijak, določite aksialno obremenitev, hod, hitrost, pospešek, premer vijaka, vodilo, zahtevo za natančnost, osno zračnost, namestitev in obdelavo koncev. Te specifikacije zagotavljajo potrebne podatke za preverjanje življenjske dobe, upogiba, kritične hitrosti in zahtev motorja.
Za nadomestni projekt pošljite celotno številko modela, dimenzijsko risbo in informacije o namestitvi. Za nov stroj zagotovite delovne pogoje, namesto da izberete model iz kataloga samo na podlagi premera in svinca.
DLY dobavlja C7 valjane in C5 brušene kroglične vijake, standardne in prilagojene kroglične matice, obdelavo koncev in ustrezne podporne komponente. Naša ekipa inženirjev lahko pregleda vaše podatke o uporabi in priporoči ustrezno konfiguracijo krogličnega vretena.
