A pozicionáló tengely pontos szervomotort és merev gépvázat használ, de mégsem éri el a kívánt ismételhetőséget vagy felületminőséget. Sok esetben a korlátozás a motor és a mozgó platform közötti mechanikus erőátviteli rendszerből adódik.
A golyós csavara forgó mozgást szabályozott lineáris mozgássá alakítja át a csavartengely, a golyók és az anya közötti gördülő érintkezés révén. Gyakorlati teljesítménye azonban sokkal többtől függ, mint a keringtető golyók meglététől. A vezeték pontossága, az axiális hézag, az előfeszítés, a merevség, a támasztócsapágyak, a beépítési beállítás és a kenés egyaránt befolyásolja a végső pozicionálási eredményt.
Ezeknek a tényezőknek a megértése segít a mérnököknek a golyóscsavar kiválasztásában a teljes mozgásrendszer részeként, ahelyett, hogy az átmérőt és az ólmot az egyetlen kiválasztási paraméterként kezelnék.
Hogyan ad át egy golyóscsavar mozgást
A csavar tengelyén és az anya belsejében spirális hornyok vannak kialakítva. A megterhelt golyók e hornyok között haladnak, és gördülő érintkezés útján adják át az erőt. Amikor a csavar vagy anya forog, a másik alkatrész tengelyirányban mozog a csavar vezetékének megfelelően. Egy visszatérő rendszer keringeti vissza a golyókat a terhelt zónába, így lehetséges a folyamatos mozgás.
Az elméleti összefüggés a forgási sebesség és a lineáris sebesség között:
v=n × Ph / 60
Aholva lineáris sebesség mm/s-ban,na forgási sebesség r/perc-ben ésPhcsavaros vezeték mm-ben van megadva.
Például egy 10 mm-es ólomgolyós csavar, amely 1500 fordulat/perc sebességgel forog, 250 mm/s elméleti lineáris sebességet produkál. A tényleges tengelyteljesítménynek figyelembe kell vennie a gyorsulást, a terhelést, a súrlódást, a csavar deformációját és a vezérlési rendszerbeállításokat is.
Gördülő érintkezés és átviteli hatékonyság
A hagyományos csúszócsavarok súrlódást okoznak a csúszó érintkezési felületeken. A golyóscsavarban a gördülő elemek lényegesen csökkentik ezt a súrlódást. Megfelelő működési körülmények között a golyóscsavaros erőátvitel hatékonysága általában elérheti a 90%-ot vagy még magasabbat is, bár a tényleges érték függ az elvezetési szögtől, az előterheléstől, a kenéstől, a tömítésektől, a sebességtől és a terheléstől.
Az alacsonyabb súrlódás csökkenti az adott terhelés mozgatásához szükséges motornyomatékot, és korlátozza a hőképződést az ismételt működés során. Praktikusabbá teszi a gyors gyorsulást és a gyakori irányváltást is. A nagy hatékonyság azonban azt jelenti, hogy egyes golyóscsavarokat külső axiális terhelés-visszahajthat. Ezért a függőleges tengelyeken szükség lehet fékre vagy más tartószerkezetre.
Kulcsfontosságú technológiák a precíziós sebességváltó mögött
| Technikai tényező | Mit irányít | Rendszer{0}}szintű hatás |
|---|---|---|
| Ólompontosság | Különbség a parancsolt és a tényleges út között egy meghatározott löket alatt | Pozicionálási pontosság és utazási következetesség |
| Axiális hézag | Szabad axiális mozgás a csavar és az anya között | Mozgásvesztés irányváltás közben |
| Előtöltés | Belső terhelés a hézag csökkentése és a merevség növelése érdekében | Fordított reakció, merevség, hő és menetnyomaték |
| Axiális merevség | Ellenállás a rugalmas elmozdulással szemben axiális erő hatására | Terhelési-pozíció eltérés és megmunkálási stabilitás |
| Támogatási konfiguráció | Kényszer a megmunkált tengelyvégeken | Kritikus sebesség, kihajlási képesség és teljes tengelymerevség |
| Kenés és tömítés | A gördülő érintkező felületek állapota | Kopás, hőmérséklet, zaj és élettartam |
Az ólompontosság nem ugyanaz, mint az ismételhetőség
Az elvezetés pontossága azt írja le, hogy a tényleges axiális út milyen szorosan követi a meghatározott utat egy meghatározott távolságon keresztül. Főleg a csavargyártás pontosságával és a halmozott ólom eltéréssel kapcsolatos.
Az ismételhetőség egy tengely azon képességét írja le, hogy azonos feltételek mellett ugyanabba a pozícióba térjen vissza. Egy rendszer következetesen visszatérhet az egyik pozícióba, miközben egy másik pozícióban továbbra is előre látható utazási hibája van. Az ismételhetőséget befolyásolja a hézag, az előfeszítés, a csapágy merevsége, a hőmérséklet, a szervo hangolás és a visszacsatolás felbontása, valamint a csavar pontossága.
Emiatt a nagyobb pontossági fokozat kiválasztása önmagában nem szünteti meg automatikusan az összes pozicionálási hibát. A szükséges utazási pontosságot és ismételhetőséget külön kell megadni.
Előfeszítés, hézag és axiális merevség
Amikor egy tengely megfordítja az irányt, a tengelyirányú hézag mozgásvesztésnek tűnhet, mielőtt a terhelés az ellenkező irányba mozog. Az előfeszítést ennek a hézagnak a csökkentésére vagy megszüntetésére, valamint az anya, a golyók és a csavarhornyok közötti érintkezési merevség javítására használják.
Az előfeszítés a kialakítástól függően kettős-anya elrendezéssel, eltolt-menetű anyával vagy kiválasztott gömbméretekkel is előállítható. Adupla{0}}anya golyós csavarPéldául előfeszítést tud alkalmazni két anyaszakasz között, és gyakran figyelembe veszik, ha kis tengelyirányú hézag és nagyobb merevség szükséges.
A több előtöltés nem mindig jobb. A túlzott előfeszítés növeli a futási nyomatékot, a súrlódási hőt és a belső érintkezési feszültséget. Csökkentheti az elérhető sebességet és lerövidítheti az élettartamot. A megfelelő előterhelési szintnek meg kell felelnie az alkalmazott terhelésnek, a munkaciklusnak, a pozicionálási követelményeknek és a hőviszonyoknak.
A merevséget rendszerként kell értékelni
Az előtolási tengely teljes tengelyirányú elmozdulását nem egyedül az anya határozza meg. A csavartengely terhelés hatására megnyúlik vagy összenyomódik, miközben az anya, a tartócsapágyak, a csapágyház, a tengelykapcsoló, a rögzítési felületek és a gépváz is deformálódik.
Ennek a mechanikus láncnak a leggyengébb része korlátozhatja az általános merevséget. Az anya előfeszítésének növelése ezért korlátozott javulást eredményez, ha a csavar túl karcsú, a támasztatlan hosszúság túl nagy, vagy a csapágyház nem merev.
A hőtágulást hosszú vagy nagy sebességű{0}}tengelyeken is figyelembe kell venni. Az anya, a csapágyak és a szomszédos berendezések által termelt hő megváltoztathatja a csavar tényleges hosszát. A gép kialakításától függően a hőhatások szabályozhatók kenéssel, hűtéssel, csapágyelrendezéssel, hőmérséklet-kompenzációval vagy feszített csavarozással.
Támcsapágyak és végmegmunkálás
A precíziós támasztócsapágyak axiálisan helyezik el a csavart, és segítenek ellenállni az egyik vagy mindkét irányban a tolóerőnek. A vég-támasztó elrendezés befolyásolja a tengely merevségét, a kritikus sebességet és a nyomási kihajlással szembeni ellenállást.
Az általános elrendezések közé tartoznak a fix-mentes, rögzített-támogatott és rögzített-fix konfigurációk. A fix nélküli rögzítés szerkezetileg egyszerű, de alacsonyabb kritikus{1}}sebességet és kihajlási képességet biztosít. A fix-támasztott és a rögzített-rögzített elrendezések általában jobban megfelelnek a csavar hosszának, a forgási sebességnek vagy az axiális terhelésnek a növekedése esetén.
A végmegmunkálásnak meg kell felelnie a kiválasztott csapágyegységeknek, a biztosítóanyának, a tengelykapcsolónak és a szerelési méreteknek. A helytelen csapágyillesztés, a váll geometriája vagy a tengelyvég-koncentrikussága vibrációt és pozicionálási hibát okozhat még akkor is, ha maga a csavar megfelelő pontosságú.
Sebességkorlátozások és nyomóterhelés
A golyóscsavart nem szabad csak a lineáris sebesség alapján kiválasztani. A forgási sebesség növekszik, ha a kért lineáris sebesség növekszik, vagy az elvezetés csökken. Egy hosszú forgó csavar megközelítheti kritikus sebességét, és vibrálni kezd. A megengedett működési sebesség a csavar átmérőjétől, a nem támasztott hossztól, a vég-támaszték állapotától, az anya keringetésének kialakításától és a kenéstől is függ.
Amikor a csavar tengelye összenyomásnak van kitéve, a kihajlási képességet is ellenőrizni kell. A kisebb gyökérátmérő és a hosszabb támasztatlan hosszúság csökkenti a megengedett nyomóterhelést. A kritikus sebesség- és kihajlási számításoknak egyaránt tartalmazniuk kell egy megfelelő biztonsági ráhagyást, nem pedig az elméleti határértékeket, mint folyamatos működési feltételeket.
Terhelhetőség és élettartam
A dinamikus terhelési besorolást az ismétlődő mozgások kifáradási élettartamának becslésére használják, míg a statikus terhelési besorolás a maximális vagy ütési terhelés melletti maradandó deformáció kockázatára vonatkozik. A kiválasztásnak a tényleges működési cikluson kell alapulnia, nem pedig a maximális terhelésen.
A reális munkaciklus magában foglalja a gyorsulást, az állandó-sebességű utazást, a lassítást, a várakozási időt és a terhelés irányának bármilyen változását. Ütés, vibráció, rossz beállítás és szennyeződés csökkentheti a gyakorlati élettartamot még akkor is, ha az alapvető besorolási számítás elegendőnek tűnik.
Kenés, tömítés és szerelés
A kenőanyag elválasztja a gördülő érintkezési felületeket, csökkenti a kopást és segít a súrlódási hő szabályozásában. A megfelelő kenőanyag típus és utántöltési időköz a fordulatszámtól, terheléstől, lökettől, üzemi hőmérséklettől és környezeti feltételektől függ.
Az ablaktörlők és a tömítések segítenek korlátozni a por és forgács bejutását, de nem helyettesítik a külső védelmet erősen szennyezett környezetben. A megmunkálási törmelékek, koptató részecskék vagy folyadékszennyeződés körül harmonika, burkolatok vagy zárt tengelyszerkezetek szükségesek.
Ugyanilyen fontos a telepítési beállítás. Az anya vagy a támasztó csapágyak rosszul beállított helyzetbe kényszerítése abnormális belső terhelést eredményez. A rögzítési felületeknek tisztáknak és síknak kell lenniük, a csapágyházaknak a csavar tengelyéhez kell igazodniuk, és az anyát a teljes löketen át kell mozgatni a végső meghúzás előtt.
Alkalmazási követelmények
| Alkalmazás | Tipikus prioritás | Pontok a megerősítéshez |
|---|---|---|
| CNC előtoló tengely | Merevség és pozicionálási pontosság | Pontossági fokozat, előfeszítés, vágási terhelés és csapágyelrendezés |
| Automatizálási berendezések | Ciklussebesség és ismételhetőség | Ólom, gyorsítás, löket, munkaciklus és kenés |
| Ellenőrző berendezés | Sima mozgás és alacsony pozícióváltoztatás | Utazási pontosság, hőstabilitás és beépítési beállítás |
| Függőleges emelőtengely | Tehertartás és biztonság | Kihajlás,{0}}hátrahajtás, motorfék és maximális axiális terhelés |
| Hosszú-löket tengelye | Kritikus sebesség és termikus viselkedés | Gyökérátmérő, támaszték nélküli hosszúság, támasztékok és működési sebesség |
A kiválasztáshoz szükséges információk
A golyóscsavar specifikációjának megerősítése előtt készítse elő a következő üzemeltetési információkat:
- Szükséges löket és teljes beépítési hossz
- Maximális és folyamatos lineáris sebesség
- Gyorsulás, lassulás és ciklusfrekvencia
- Mozgó tömeg, külső axiális erő és ütközési terhelés
- Megkövetelt pozicionálási pontosság és ismételhetőség
- Vízszintes, függőleges vagy ferde beépítés
- Várható élettartam és napi üzemidő
- Hőmérséklet, por, forgács, nedvesség és egyéb környezeti feltételek
- Elérhető támasztó-csapágy és tengely-végméretek
Ezek a feltételek a csavar átmérőjének, az ólomnak, az anya típusának, a pontosságnak, az előfeszítésnek, a terhelésnek, a támasztékelrendezésnek és a kenési követelményeknek a meghatározására szolgálnak. Szabványos ipari pozicionáláshoz egy hengereltSFU golyós csavarmegfelelő lehet, míg az eltérő merevséget, hézagot vagy beépítési jellemzőket igénylő alkalmazásokhoz más anya konfigurációra lehet szükség.
GYIK
A nagyobb pontossági fokozat jobb ismételhetőséget garantál?Következtetés
A golyóscsavar értéke a precíziós átvitelben a gördülési érintkezés, az ólompontosság, a hézag, az előfeszítés, a merevség és a támasztási feltételek összehangolt szabályozásából adódik. Végső teljesítményét a kenés, a beépítési beállítás, a termikus viselkedés és a gépvezérlő rendszer is befolyásolja.
A megfelelő golyóscsavar tehát nem egyszerűen a legkisebb vezetékhibával vagy a legnagyobb terhelhetőségű modell. Ez az a specifikáció, amely megfelel a szükséges sebesség-, pontosság-, merevség- és{1}}élettartam-céloknak a tényleges működési ciklus alatt.
Hivatkozások
- ISO 3408 sorozat - Golyós csavarok
- A gördülőcsavar műszaki útmutatása a teherbírásra, a merevségre, a kritikus sebességre és a kihajlási számításokra vonatkozik
Segítségre van szüksége a golyóscsavar specifikációjának megerősítéséhez?
Küldje el a löketet, sebességet, terhelést, beépítési irányt és pontossági követelményeket a DLY-nek műszaki megerősítés céljából.
Lépjen kapcsolatba velünkEmail:export@dlybearing.com
