Как материалът на сачмената гайка влияе върху производителността на сачмено-винтовите винтове с голям ход?

Материалът на гайката на сачмен винт с голям ход влияе върху здравината на каналите, способността за термична обработка, устойчивостта на износване, стабилността на размерите и корозионното поведение. Въпреки това, материалът сам по себе си не определя ефективността на монтажа.

В сачмено-винтовия винт с голям ход гайката съдържа закалени канали, рециркулиращи стоманени топки и система за връщане. Поради това се различава от конвенционалната плъзгаща се гайка с водещ винт, изработена от бронз или инженерна пластмаса. Тялото на гайката, твърдостта на каналите, структурата на циркулацията на сачмата, предварителното натоварване, смазването и работната скорост трябва да бъдат оценени като една съвпадаща система.

Първо разграничете сферичната винтова гайка от плъзгащата се водеща винтова гайка

Фразата "гайка на водещия винт" може да се отнася до две различни трансмисионни структури.

Тази статия обсъжда сачмени винтове с голям ход. Бронзовите и пластмасовите гайки може да са подходящи за някои плъзгащи се водещи винтове, но не трябва да се представят като стандартни заместители на закалена индустриална сферична гайка.

Какво означава „голям потенциален клиент“?

Оловото е линейното разстояние, изминато от гайката по време на един пълен оборот на винта. 20 мм повод премества гайката с 20 мм на оборот, докато 5 мм повод я премества с 5 мм на оборот.

Големият ход позволява по-висока линейна скорост при същите обороти на винта. Опциите за сачмено-винтови винтове с голям ход DLY включват SFE, SFU и избрани структури с двойна гайка, с обикновени опции за ход от приблизително 10 mm до 64 mm.

Голямото олово не означава, че гайката изисква напълно различен основен материал. Това означава, че дизайнът на гайката трябва да управлява по-голям ъгъл на спиралата, по-бърза циркулация на топката и различни отношения между скорост, тяга, разделителна способност на позициониране и тенденция към задвижване назад.

Защо се използва легирана стомана за тялото на сферичната гайка

Стандартните сферични гайки DLY използват 20CrMo легирана стомана за тялото на гайката. Този материал може да бъде термично обработен, за да осигури твърда, устойчива на износване пътека, като същевременно поддържа достатъчно здрава поддържаща структура под втвърдената повърхност.

Посоката на материала е подходяща за производство на сачмени гайки, тъй като гайката трябва да издържа:

• Повтарящо се напрежение при търкаляне между топките и каналите;
• Аксиално натоварване, пренесено през сферичните вериги;
• Локално контактно налягане върху повърхностите на каналите;
• Многократно ускорение, забавяне и обръщане на посоката;
• Напрежение около фланеца и монтажните отвори;
• Топлина, генерирана от предварително натоварване, скорост и устойчивост на смазване.

Писането само на "стоманена гайка" не е достатъчно точно. Обикновената необработена нисковъглеродна стомана не осигурява автоматично твърдостта, устойчивостта на умора и контрола на размерите, необходими за прецизна сферична гайка.

Корпусът на гайката, вътрешните канали, стоманените топки и връщащата структура работят като една съвместима търкаляща се система.

Материалът влияе върху твърдостта на пътеката и устойчивостта на умора

Топките многократно преминават през натоварените канали, докато гайката се движи. Ако каналът на гайката е твърде мек, прекомерното контактно напрежение може да причини постоянно вдлъбнатина, пластична деформация или ускорено износване.

Подходяща сплав, подлежаща на термична обработка, позволява на повърхността на пистата да постигне необходимата твърдост, докато тялото на гайката продължава да поддържа товара. Крайната производителност зависи както от състава на материала, така и от контрола на термичната обработка.

Важните производствени фактори включват:

• Твърдост на повърхността на каналите;
• Ефективна втвърдена дълбочина;
• Сила и издръжливост на сърцевината;
• Изкривяване при термична обработка;
• Прибавка за шлайфане или довършителна обработка след обработка;
• Еднаквост между различните топкови кръгове.

Номиналният клас на материала не доказва, че тези характеристики са постигнати. Сертификатът на материала, записите за термична обработка и проверката на размерите се отнасят до различни части от процеса на контрол на качеството.

Материалът не определя товароносимостта сам по себе си

По-здравият материал на гайката може да поддържа необходимата структура на каналите и фланеца, но номиналните стойности на динамичното и статичното натоварване на сачмено-винтовия винт с голям ход не се изчисляват само от материала на гайката.

Товароносимостта също зависи от:

• Диаметър на топката;
• Брой натоварени топкови кръгове;
• Геометрия на пистата и контактен ъгъл;
• Ефективен брой товароносещи топки;
• Размери на тялото на гайката;
• Диаметър на вала на винта и диаметър на корена;
• Термична обработка и състояние на повърхността;
• Приложена посока на натоварване и работен цикъл.

Например две гайки, направени от една и съща легирана стомана, могат да имат различни стойности на натоварване, тъй като едната използва повече вериги на топката или различен диаметър на топката. Следователно пълният модел на гайката трябва да бъде проверен, вместо да се одобрява натоварването само от името на материала.

Големият олово поставя по-големи изисквания към циркулацията на топката

В сачмено-винтови винтове с големи изводи, топките следват по-стръмен спирален път, отколкото в много конструкции с малки изводи. При висока линейна скорост те трябва многократно да навлизат в пътя за връщане и да влизат отново в натоварения канал без прекомерен удар или прекъсване.

Материалът на тялото на гайката осигурява структурна опора, но ефективността на циркулацията също се влияе от:

• Вътрешна, крайна капачка или друга структура за връщане;
• Геометрия на обратния път;
• Количество кръг на топката;
• Материал за крайна капачка или връщащ се компонент;
• Точност на изработка и монтажна позиция;
• Разпределение на смазката при работна скорост;
• Замърсяване около връщащия път.

Тялото на гайка от стомана с висока якост не може да компенсира лошо проектирана или повредена система за връщане на топката. За избор на висока скорост, допустимите обороти на гайката или DN стойност все още трябва да бъдат потвърдени.

Ефективността при големи изводи зависи от гайката, винтовия вал, циркулационната система, опорните елементи и подравняването на монтажа - не само от материала на гайката.

Материалът на гайката влияе ли върху триенето?

При плъзгащ се водещ винт материалът на гайката се трие директно в резбата на винта, така че сдвояването на материала оказва силно влияние върху триенето.

При сачмен винт топките се търкалят между закаления винт и каналите на гайката. Материалът на тялото на гайката все още влияе върху качеството и издръжливостта на пистата, но работното триене се влияе по-пряко от:

• Геометрия на топка и пътека;
• Преднатоварване или аксиална хлабина;
• Структура за връщане на топката;
• вид и количество смазка;
• Устойчивост на уплътнение;
• Подравняване на инсталацията;
• Качество на повърхността и замърсяване.

Следователно е неточно да се твърди, че бронзовата сферична гайка автоматично произвежда по-ниско триене от стоманената сферична гайка. Това сравнение се отнася главно за системи с плъзгащи винтове, а не за стандартни рециркулиращи сферични винтове.

Как материалът и топлинната обработка влияят на износването

Износването може да се развие, когато каналите нямат подходяща твърдост, когато качеството на повърхността е лошо или когато смазочният филм се разпадне. Замърсяването може също да създаде вдлъбнатини, които по-късно стават източници на вибрации и шум.

Правилно произведената гайка от легирана стомана помага да се осигури:

• Устойчивост на умора при търкаляне;
• Стабилна геометрия на пистата при многократно натоварване;
• Устойчивост на постоянно вдлъбнатина;
• Подходяща повърхност за прецизно довършване;
• Надеждна опора около структурата за връщане на топката;
• Постоянно предварително натоварване и управление на въртящия момент.

Въпреки това, дори правилно закалена гайка може да се износи преждевременно, ако модулът работи без подходящо смазване, е изложен на абразивни частици или е монтиран неправилно.

Материалът на гайката определя ли точността?

Материалът на гайката влияе върху стабилността на размерите и способността за поддържане на прецизно завършен канал, но не определя самостоятелно степента на точност на сферичния винт.

Ефективността на позициониране също зависи от:

• Точност на винта;
• Аксиална хлабина или предварително натоварване на гайката;
• Съвпадение на профил на пътека и топка;
• Коравина на носещата опора;
• Правост на винта;
• Инсталационен паралелизъм;
• Термично разширение;
• Мотор, енкодер и производителност на системата за управление.

Използването на сплав с ниско термично разширение като Invar за стандартна голяма оловна сферична гайка не е нормален път към по-висока точност на позициониране. Материалът първо трябва да е подходящ за закалени търкалящи се контактни канали, производство, товароносимост и циркулация на топката.

За повечето прецизни системи, контролирането на степента на оловото на винта, предварителното натоварване, поддържащата структура и работната температура е по-практично, отколкото избирането на необичаен материал за тялото на гайката.

Материал и термично разширение

Гайката променя размерите си с повишаване на температурата, но по-дългият винтов вал обикновено допринася за по-голямо общо термично изместване към оста, тъй като неговата ефективна дължина е много по-голяма.

Повишаването на температурата може да се дължи на:

• Предварително натоварване на гайката;
• Висока скорост на циркулация;
• Триене на носещи лагери;
• Неподходящ вискозитет на смазката;
• Непрекъснато бързо циклизиране;
• Промяна на температурата на околната среда;
• Лошо разсейване на топлината около затворен корпус на гайката.

Смяната на материала на гайката сама по себе си няма да премахне грешката при термичното позициониране. Оборудването с висока точност може да изисква контролирано загряване, температурна компенсация, директна линейна обратна връзка или друг метод за управление на топлината.

Какво ще кажете за устойчивите на корозия материали?

Устойчиви на корозия материали или повърхностни обработки могат да бъдат взети под внимание, когато сферичният винт работи около влага, кондензация, почистващи химикали или корозивни изпарения. Защитата само на тялото на гайката обаче не е достатъчна.

Следните компоненти също трябва да бъдат оценени:

• Винтови валове;
• Рециркулиращи топки;
• Връщане на компоненти и крайни капачки;
• Опорни лагери;
• Фитинги за смазване;
• Монтажни болтове и фланцови повърхности;
• Защитни капаци и уплътнения.

Неръждаемата стомана не трябва автоматично да се описва като превъзходна за всяко корозивно приложение. Неговата твърдост, топлинна обработка, способност за натоварване, производство на канали и съвместимост с цялостния монтаж трябва да бъдат потвърдени.

За много машини защитни маншони, подходяща смазка, контролирано почистване и външна защита от корозия може да са по-практични от смяната на стандартния материал на гайката.

Може ли пластмаса или бронз да се използва в гайка с голяма оловна топка?

Пластмасата и бронзът могат да бъдат подходящи материали за конвенционални плъзгащи се гайки, винтови гайки против хлабина и други механизми с ниско натоварване. Те не трябва да се изброяват като директни заместители на закаленото носещо тяло на стандартна индустриална сферична гайка.

Полимерните материали все още могат да се появят в сферична гайка като:

• Крайни уплътнения;
• Чистачки;
• Възвратни тръби или връщащи вложки;
• Компоненти за циркулация на крайната капачка;
• Защитни или задържащи части.

Тези компоненти не носят натоварването при търкаляне по същия начин като закалените канали на гайката. Техният материал е избран за износване, удар, съвместимост със смазочни материали, температурна устойчивост и циркулация.

Материалът на гайката влияе ли върху шума и вибрациите?

Материалът на гайката може да повлияе на структурната твърдост и затихване, но необичайният шум в сачмено-винтовия винт с голям ход е по-често свързан с цялата система за търкаляне и циркулация.

Възможните причини включват:

• Недостатъчно или неподходящо смазване;
• Удар с връщане на топката при прекомерна скорост;
• Замърсяване или повреда на каналите;
• Неправилно предварително натоварване;
• Разминаване на винта, лагера или съединителя;
• Движение на опорно звено;
• Вибрация на вала на винта близо до критичната скорост;
• Резонанс в рамката на машината.

Замяната на стоманена гайка с по-мек материал не е правилно общо решение за шума от сферичния винт. Първо трябва да се идентифицира действителният източник на вибрации.

Материал на гайката и якост на фланеца

Фланецът на гайката предава аксиална сила към масата на машината или конзолата на гайката. Неговият материал, дебелина, разположение на монтажните отвори и условия на термична обработка трябва да поддържат необходимите натоварвания при затягане и работа.

Проблеми могат да възникнат, когато:

• Болтовете на фланеца са с малък размер;
• Скобата на гайката не поддържа равномерно фланеца;
• Болтовете са затегнати с неравномерен въртящ момент;
• Монтажната повърхност съдържа неравности или замърсяване;
• Скобата издърпва гайката извън центровката;
• Ударното натоварване надвишава първоначалното проектно състояние.

Материалът на гайката с висока якост не може да компенсира лошо проектиран монтажен интерфейс. Фланецът и скобата трябва да се проверяват заедно.

Стандартен материал или специален материал?

Стандартният материал трябва да остане по подразбиране, освен ако работната среда не създава ясна и технически дефинирана причина за специален дизайн.

Какво трябва да се посочи освен материала на гайката?

Когато избирате сачмено-винтова глава с голям ход, материалът трябва да бъде само на един ред в техническата спецификация. Следните условия обикновено са по-важни за потвърждаване на правилния модел:

• Диаметър на винта и ход;
• Необходима линейна скорост и обороти на винта;
• Нормално, пиково и ударно аксиално натоварване;
• Обща дължина и ефективно пътуване;
• Количество на веригата на топката и структура на гайката;
• Необходим аксиален хлабина или предварително натоварване;
• Степен на точност;
• Подпорно-носещо устройство;
• Максимално продължително време на работа;
• Метод на смазване;
• Условия на температура, влага и замърсяване;
• Фланец на гайка и ограничения на пространството за монтаж;
• Чертеж на крайна обработка.

DLY е редовендиапазон на сачмено-винтовия винт с голям ходвключва SFE, SFU и избрани конфигурации с двойна гайка. Настоящите стандартни опции за поводи се простират от приблизително 10 mm до 64 mm, в зависимост от диаметъра и серията гайки.

Различни фланцови, циркулационни и монтажни структури могат да бъдат прегледани в DLYгама сферични гайки.

Когато точността на позициониране също е важна, прегледайте наличнитеопции за високопрецизен сачмен винтотделно. Степента на точност не трябва да се извежда от материала на гайката.

Каква информация трябва да се изпрати на DLY?

За преглед на материала и модела на сачмено-винтови винтове с голям ход предоставете:

• Необходим диаметър и повод;
• Обща дължина и ефективен ход;
• Максимална линейна скорост;
• Нормално и върхово аксиално натоварване;
• Хоризонтален, вертикален или наклонен монтаж;
• Необходима точност и аксиална хлабина;
• Непрекъснато време на работа и честота на цикъла;
• Околна и работна температура;
• Влага, химикали, прах или условия на почистване;
• Метод на смазване;
• Монтажни размери на гайка;
• Чертеж за обработка на края на вала;
• Количество и необходима заверка.

DLY може първо да потвърди дали стандартната структура на сферична гайка 20CrMo е подходяща. Специалните изисквания за материал или устойчивост на корозия трябва да бъдат прегледани заедно с винтовия вал, топките, връщащите компоненти, топлинната обработка и смазката.

Окончателен отговор

Материалът на гайката оказва влияние върху здравината, твърдостта, устойчивостта на износване и стабилността на размерите на сачмено-винтовия винт с голям ход, но това е само една част от дизайна. Стандартните сачмени гайки DLY използват подлежаща на термична обработка 20CrMo легирана стомана, а не бронз или пластмаса за носещото натоварване тяло на гайката.

Ефективността при големи изводи също зависи от сферичната верига, връщащата структура, предварителното натоварване, степента на натоварване, скоростта, смазването и подравняването на монтажа. Специален материал трябва да се има предвид само когато работната среда създава ясно дефинирано изискване, което не може да бъде изпълнено от стандартната структура и подходяща защита.

За техническо потвърждение изпратете DLY диаметър, изпреварване, скорост, натоварване, ход, точност, среда и монтажен чертеж. Тези подробности са по-полезни, отколкото да се иска "най-добрият" материал за гайка, без да се дефинира приложението.

← Назад към блога на DLY