Uvod

Kroglični vijakje tehnologija linearnega gibanja, ki pretvori rotacijsko gibanje v linearno gibanje. Široko se uporablja v strojih, ki zahtevajo visoko natančnost pozicioniranja in visoko nosilnost.

Preden sledite metodam-za-koraki za izbiro krogličnega vretena, je koristno najprej razumeti nekaj osnovnih informacij. Tako bo vsak korak izbirnega postopka veliko lažji.

Kroglični vijaki niso le kombinacija velikosti in modela. Dejavniki, kot so vodilo krogličnega vretena, prednapetost krogličnega vretena, nosilnost in metode izdelave, vplivajo na končno zmogljivost. Brez razumevanja teh osnovnih konceptov lahko izbirni postopek zlahka postane mehansko usklajevanje parametrov in ne dobro-informirana odločitev.

Ko so te osnove jasno razumljene, izbira krogličnega vretena ne postane zapleten izračun, temveč bolj logičen in samozavesten postopek odločanja-.

Zgradba, vrste in osnovni parametri krogličnega vijačenja

Kroglični vijak je sestavljen iz fiksne gredi in na njej nameščene kroglične matice. Vijak lahko poganja motor, zobniki, jermenice ali ročno kolo. Večina krogličnih vretenc je izdelanih iz jekla in se običajno izdelujejo z dvema glavnima metodama.

Kroglični vijaki z valjanim navojemso najbolj razširjena vrsta. Proizvajajo se s stiskanjem neogrevane surovca v matrico, pri čemer se s postopkom deformacije oblikujejo zahtevani navoji.

Natančno brušena kroglična vretenaso izdelani z odstranitvijo materiala za ustvarjanje profila navoja.

ground-vs-rolled-ball-screw-comparison — Natančno brušen kroglični vijak in kroglični vijak z valjanim navojem

Prednosti krogličnih vijakov z valjanim navojem:

Material je stisnjen in ne rezan, kar ima za posledico bolj trpežne niti
Toplotna obdelava po valjanju izboljša trdnost materiala
Hitrejša proizvodnja vodi do nižjih stroškov

Prednosti natančno brušenega krogličnega vijaka:

Pred mletjem se izvede toplotna obdelava
Gladke površine navojev zmanjšajo trenje med vijakom in kroglično matico
Večja natančnost

Oba tipa je mogoče izdelati v različnih dolžinah, premerih krogličnih vijakov, nosilnostih in tolerancah ter z levim-ali desnim-navojem.

Konec s krogličnim vijakom se nanaša na strojno obdelane konce vijaka, ki se uporabljajo za povezavo pogonskih enot ali podpornih ležajev. Možnosti obdelave koncev s krogličnim vijakom se razlikujejo glede na zahteve uporabe.

Pri naročanju krogličnega vretena je treba zagotoviti naslednje ključne parametre:

Premer krogličnega vretena (d)
Vodnik krogličnega vijaka (I)
Premer krogle (D)

Ti so običajno izraženi kot: d × I × D

Na primer: 12 × 10R × 2
To pomeni premer krogličnega vretena 12 mm, desni-vod krogličnega vretena 10 mm na obrat in premer krogle 2 mm.

Ključni dejavniki, ki vplivajo na zmogljivost in izbiro krogličnega vijačnika

Kroglična matica deluje kot gibljiva komponenta, ko se kroglični vijak vrti in nosi obremenitev, ki zahteva linearno gibanje. Znotraj kroglične matice se kroglice dotikajo vijaka in tvorijo vmesnik skoraj brez trenja. Sistem recirkulacije vrne kroglice s konca kroglične matice naprej in tako ustvari neprekinjeno zanko. Ker se kroglice nahajajo med kroglično matico in vijakom, kroglične matice ni mogoče odstraniti in je vnaprej-sestavljena v tovarni.

Kotni aksialni kroglični ležaji

Potisni kroglični ležaji s kotnim dotikom so specializirani ležaji, zasnovani tako, da prenesejo visoke osne obremenitve in se običajno uporabljajo na fiksnem koncu krogličnega vijaka.

Povratni udarec

Zračnost se nanaša na majhno zračnost med kroglicami in kroglično matico ali med kroglicami in krogličnim vijakom, kar omogoča rahlo prosto gibanje. Kroglični vijak je lahko dobavljen s prednapetostjo krogličnega vijaka, kar bistveno zmanjša zračnost.

Podporne enote s krogličnimi vijaki

Podporne enote s krogličnimi vijaki(znane tudi kot ohišje ležaja) so nameščene na koncih krogličnega vretena in vsebujejo ležaje, ki omogočajo gladko vrtenje. Ko so nameščeni, ostanejo fiksni. Te enote so na voljo v jeklu ali aluminiju in so na voljo v različnih velikostih. Fiksna-končna podpora zagotavlja večjo togost in je idealna za pogonsko stran, medtem ko se lebdeča-končna podpora uporablja na ne-pogonski strani.

Obstajata dve pogosti vrsti ležajev, ki se uporabljata v podpornih sistemih s krogličnimi vijaki:

Potisni kroglični ležaji s kotnim kontaktom za fiksne{0}}naprave
Kroglični ležaji z globokimi utori za uporabo na plavajočih{0}}koncih

Protimatice se uporabljajo za pritrditev ležajnega sklopa znotraj podporne enote.

Natančnost pozicioniranja

Natančnost pozicioniranja je opredeljena kot razlika med dejanskim hodom kroglične matice in teoretičnim hodom, izračunanim tako, da se premik krogličnega vretena pomnoži s številom vrtljajev vijaka.

Prednapetost s krogličnim vijakom

Prednapetost s krogličnim vijakom se uporablja za zmanjšanje zračnosti. Na voljo so različne stopnje prednapetosti (P0, P1, P2, P3, P4), nekatere kroglične matice pa omogočajo prilagoditev prednapetosti krogličnega vijaka.

Stop Nut

Varnostna matica (zaporna matica) je povezana s kroglično matico. Pri navpičnih aplikacijah, če se kroglični vijak preneha vrteti, krogle pomagajo držati kroglično matico na mestu. V primeru okvare se zaporna matica zaskoči z navojem vijaka, da prepreči padec kroglične matice.

Enota za mazanje

Mazalna enota, nameščena na kroglično matico, zagotavlja neprekinjeno mazanje in podaljšuje življenjsko dobo. Pri tem sistemu mazanje morda ne bo potrebno do pet let ali 300 milijonov vrtljajev.

Dinamična obremenitev

Dinamična obremenitev se nanaša na aksialno obremenitev, pod katero lahko 90 % krogličnih vijačnih sklopov deluje več kot milijon vrtljajev.

Stopnja statične obremenitve

Statična obremenitev je aksialna obremenitev, ki povzroči trajno deformacijo kroglic, definirana kot 0,0001-kratnik premera krogle.

Vrsta obdelave konca s krogličnim vijakom

Oblika konca krogličnega vijaka določa vrsto obdelave konca krogličnega vijaka. Levi in desni konec imata lahko različne konfiguracije, vključno z utori za ključe, ploščatimi ključi, središčnimi luknjami, šestrobimi vtičnicami ali notranjimi navoji.

Ball-screw-shaft-end-machining-options — Vrsta obdelave konca s krogličnim vijakom

Togost

Rigidnost označuje, koliko se kroglični vijak upira elastični deformaciji pod obremenitvijo.

Upogibanje

Do upogiba pride, ko tlačne aksialne sile povzročijo ukrivljanje osi vijaka. Na to vplivajo pospešek, trenje, teža in procesne sile, ki delujejo na kroglični vijak.

Zaključek

Če povzamemo, izbira krogličnega vretena ni le stvar ujemanja dimenzij. Gre za sistematično odločitev, ki temelji na jasnem razumevanju strukture, parametrov delovanja in aplikacijskih zahtev.

Šele po popolnem razumevanju teh ključnih konceptov lahko natančno ocenite različne vrste krogličnih vreten in izberete najprimernejšo rešitev za vašo opremo.

Če že dobro razumete te osnove, je naslednji korak, da nadaljujete s podrobnimi izračuni izbire krogličnih vijakov na podlagi vaših posebnih delovnih pogojev. Za projekte po meri bo zagotavljanje podrobnih parametrov ali risb pomagalo doseči natančnejšo in učinkovitejšo podporo pri izbiri.