Позициониращата ос може да използва точен серво мотор и твърда рама на машината, но въпреки това да не успява да постигне необходимата повторяемост или качество на повърхността. В много случаи ограничението идва от механичната трансмисионна система между двигателя и подвижната платформа.
A сферичен винтпреобразува въртеливото движение в контролирано линейно движение чрез въртящ се контакт между вала на винта, топките и гайката. Практическото му представяне обаче зависи от много повече от наличието на рециркулиращи топки. Точността на извеждане, аксиалната хлабина, предварителното натоварване, твърдостта, опорните лагери, подравняването на инсталацията и смазването влияят на крайния резултат от позиционирането.
Разбирането на тези фактори помага на инженерите да изберат сачмен винт като част от цялостна система за движение, вместо да третират диаметъра и хода като единствените параметри за избор.
Как сачмен винт предава движение
Върху вала на винта и вътре в гайката са оформени спираловидни канали. Натоварените топки се движат между тези жлебове и пренасят силата чрез въртящ се контакт. Когато винтът или гайката се въртят, другият компонент се движи аксиално според хода на винта. Система за връщане циркулира топките обратно в натоварената зона, така че е възможно непрекъснато движение.
Теоретичната връзка между скоростта на въртене и линейната скорост е:
v=n × Ph / 60
Къдеvе линейна скорост в mm/s,nе скоростта на въртене в r/min иPhе винтов проводник в mm.
Например, 10 mm водещ сачмен винт, въртящ се с 1500 r/min, произвежда теоретична линейна скорост от 250 mm/s. Действителната производителност на оста също трябва да отчита ускорението, натоварването, триенето, деформацията на винта и настройките на-системата за управление.
Подвижен контакт и ефективност на предаване
Конвенционалните плъзгащи се винтове генерират триене върху плъзгащите се контактни повърхности. В сачмен винт търкалящите елементи значително намаляват това триене. При подходящи условия на работа, ефективността на трансмисията на сачмен винт обикновено може да достигне приблизително 90% или по-висока, въпреки че действителната стойност зависи от водещия ъгъл, предварителното натоварване, смазването, уплътненията, скоростта и натоварването.
По-ниското триене намалява въртящия момент на двигателя, необходим за преместване на даден товар и ограничава генерирането на топлина по време на многократна работа. Освен това прави бързото ускорение и честите промени на посоката по-практични. Високата ефективност обаче означава, че някои сачмени винтове могат да бъдат обратно-задвижвани от външен аксиален товар. Следователно може да е необходима спирачка или друго задържащо устройство при вертикални оси.
Ключови технологии зад прецизното предаване
| Технически фактор | Какво контролира | Ефект-на ниво система |
|---|---|---|
| Оловна точност | Разлика между командния ход и действителния ход при определен ход | Точност на позициониране и последователност при пътуване |
| Аксиален просвет | Свободно аксиално движение между винта и гайката | Загубено движение по време на обръщане на посоката |
| Предварително зареждане | Приложено вътрешно натоварване за намаляване на хлабината и увеличаване на твърдостта | Реверсивна реакция, твърдост, топлина и въртящ момент |
| Аксиална твърдост | Устойчивост на еластично изместване при аксиална сила | Отклонение-на позицията на товара и стабилност на обработката |
| Поддържа конфигурация | Ограничение в краищата на обработените валове | Критична скорост, капацитет на изкълчване и обща твърдост на оста |
| Смазване и уплътнение | Състояние на търкалящите контактни повърхности | Износване, температура, шум и експлоатационен живот |
Точността на водещото не е същото като повторяемостта
Водещата точност описва доколко действителният аксиален ход следва указания ход на определено разстояние. Това е свързано главно с точността на производство на винта и натрупаното отклонение на оловото.
Повторяемостта описва способността на една ос да се върне в същата позиция при същите условия. Системата може да се връща последователно в една позиция, докато все още има предвидима грешка при движение в друга позиция. Повторяемостта се влияе от хлабина, предварително натоварване, твърдост на лагера, температура, серво настройка и разделителна способност на обратната връзка, както и точност на винта.
Поради тази причина изборът на по-висока степен на точност сам по себе си не елиминира автоматично всички грешки при позициониране. Необходимата точност и повторяемост на хода трябва да бъдат посочени отделно.
Предварително натоварване, хлабина и аксиална твърдост
Когато дадена ос промени посоката, аксиалният хлабина може да изглежда като загубено движение, преди товарът да започне да се движи в обратна посока. Предварителното натоварване се използва за намаляване или елиминиране на тази хлабина и подобряване на контактната твърдост между гайката, топките и жлебовете на винта.
Предварителното натоварване може да бъде произведено чрез разположение на двойна-гайка, изместена-гайка или избрани размери на топката, в зависимост от дизайна. Асферичен винт с двойна{0}}гайка, например, може да приложи предварително натоварване между две секции на гайка и често се разглежда, когато се изисква нисък аксиален просвет и по-висока твърдост.
Повече предварително натоварване не винаги е по-добро. Прекомерното предварително натоварване увеличава въртящия момент, топлината от триене и вътрешното контактно напрежение. Това може да намали постижимата скорост и да съкрати експлоатационния живот. Правилното ниво на предварително натоварване трябва да съответства на приложеното натоварване, работния цикъл, изискването за позициониране и топлинните условия.
Твърдостта трябва да се оценява като система
Общото аксиално изместване на захранващата ос не се определя само от гайката. Винтовият вал се разтяга или компресира под натоварване, докато гайката, опорните лагери, корпусът на лагера, съединителят, монтажните повърхности и рамката на машината също се деформират.
Най-слабата част от тази механична верига може да ограничи цялостната твърдост. Следователно увеличаването на предварителното натоварване на гайката ще осигури ограничено подобрение, ако винтът е твърде тънък, неподдържаната дължина е прекомерна или корпусът на лагера няма твърдост.
Термичното разширение трябва да се вземе предвид и при дълги или високоскоростни-оси. Топлината, генерирана от гайката, лагерите и съседното оборудване, може да промени ефективната дължина на винта. В зависимост от конструкцията на машината, топлинните ефекти могат да се контролират чрез смазване, охлаждане, разположение на лагерите, температурна компенсация или инсталация на опънат винт.
Опорни лагери и крайна обработка
Прецизните опорни лагери локализират винта аксиално и помагат да издържат на натиска в едната или двете посоки. Подреждането на крайната-опора влияе върху твърдостта на вала, критичната скорост и устойчивостта на деформация при натиск.
Общите договорености включват фиксирани–безплатни, фиксирани–поддържани и фиксирани–фиксирани конфигурации. Монтажът без неподвижна конструкция е структурно прост, но осигурява по-ниска критична-скорост и възможност за изкълчване. Фиксирано поддържани и неподвижно неподвижни устройства обикновено са по-подходящи, тъй като дължината на винта, скоростта на въртене или аксиалното натоварване се увеличават.
Крайната обработка трябва да съответства на избраните лагерни възли, контрагайка, съединител и монтажни размери. Неправилното прилягане на лагера, геометрията на рамото или концентричността на-края на вала могат да доведат до вибрации и грешка при позициониране, дори когато самият винт има достатъчна точност.
Ограничения на скоростта и натоварване на натиск
Сферичният винт не трябва да се избира само по линейна скорост. Скоростта на въртене се повишава, когато исканата линейна скорост се увеличава или преднината намалява. Дълъг въртящ се винт може да достигне критичната си скорост и да започне да вибрира. Допустимата работна скорост също зависи от диаметъра на винта, неподдържаната дължина, състоянието на крайната-подпора, дизайна на циркулацията на гайката и смазването.
Когато винтовият вал е подложен на компресия, трябва да се провери и капацитетът на изкълчване. По-малък диаметър на корена и по-голяма дължина без опора намаляват допустимото натоварване на натиск. Изчисленията на критичната скорост и изкривяването трябва да включват подходящ марж на безопасност, вместо да използват теоретични гранични стойности като непрекъснати работни условия.
Товароносимост и експлоатационен живот
Динамичното натоварване се използва, когато се оценява издръжливостта на умора при многократно движение, докато статичното натоварване се отнася до риска от постоянна деформация при максимално или ударно натоварване. Изборът трябва да се основава на действителния работен цикъл, а не само на максималното натоварване.
Реалистичният работен цикъл включва ускорение, движение с постоянна-скорост, забавяне, време на престой и всякакви промени в посоката на натоварване. Удар, вибрация, лошо центровка и замърсяване могат да намалят практическия живот, дори когато основното изчисление на рейтинга изглежда достатъчно.
Смазване, уплътняване и монтаж
Лубрикантът разделя търкалящите се контактни повърхности, намалява износването и помага за контролиране на топлината от триене. Правилният тип смазка и интервалът на допълване зависят от скоростта, натоварването, хода, работната температура и условията на околната среда.
Чистачките и уплътненията помагат за ограничаване на навлизането на прах и стружки, но не заместват външната защита в силно замърсена среда. Силфони, капаци или затворени осови конструкции може да са необходими около отломки от машинната обработка, абразивни частици или течно замърсяване.
Подравняването на инсталацията е също толкова важно. Принудителното поставяне на гайката или опорните лагери в неправилно положение създава необичайно вътрешно натоварване. Монтажните повърхности трябва да са чисти и плоски, корпусите на лагерите трябва да са подравнени с оста на винта и гайката трябва да се премести докрай преди окончателното затягане.
Изисквания за кандидатстване
| Приложение | Типичен приоритет | Точки за потвърждение |
|---|---|---|
| CNC захранваща ос | Твърдост и точност на позициониране | Степен на точност, предварително натоварване, натоварване при рязане и разположение на лагера |
| Оборудване за автоматизация | Скорост на цикъла и повторяемост | Водене, ускорение, ход, работен цикъл и смазване |
| Оборудване за проверка | Плавно движение и вариация на ниска позиция | Точност на движение, термична стабилност и подравняване на монтажа |
| Вертикална повдигаща ос | Задържане на товара и безопасност | Изкълчване, обратно-задвижване, моторна спирачка и максимално аксиално натоварване |
| Дълга{0}}ос на хода | Критична скорост и термично поведение | Диаметър на корена, неопорна дължина, опори и работна скорост |
Информация, необходима за избор
Преди да потвърдите спецификацията на сферичен винт, подгответе следната оперативна информация:
- Необходим ход и обща монтажна дължина
- Максимална и непрекъсната линейна скорост
- Ускорение, забавяне и честота на цикъла
- Подвижна маса, външна аксиална сила и ударно натоварване
- Необходима точност на позициониране и повторяемост
- Хоризонтален, вертикален или наклонен монтаж
- Очакван експлоатационен живот и ежедневно време на работа
- Температура, прах, стружки, влага и други условия на околната среда
- Налични опорни{0}}лагери и-крайни размери на вала
Тези условия се използват за определяне на диаметъра на винта, хода, типа на гайката, точността, предварителното натоварване, степента на натоварване, разположението на опората и изискванията за смазване. За стандартно промишлено позициониране, навитSFU сачмен винтможе да са подходящи, докато приложения, изискващи различна твърдост, хлабина или монтажни характеристики, може да се нуждаят от друга конфигурация на гайка.
ЧЗВ
По-високата степен на точност гарантира ли по-добра повторяемост?Заключение
Стойността на сачмен винт в прецизното предаване идва от координирания контрол на контакта при търкаляне, точността на оловото, хлабината, предварителното натоварване, твърдостта и условията на опора. Крайната му производителност също се определя от смазването, подравняването на монтажа, термичното поведение и системата за управление на машината.
Следователно подходящ сачмен винт не е просто моделът с най-малка грешка на извеждане или най-висока степен на натоварване. Това е спецификацията, която отговаря на изискваните цели за скорост, точност, твърдост и-експлоатационен живот при действителния оперативен цикъл.
Референции
- Серия ISO 3408 - Сачмени винтове
- Технически насоки за търкалящи се винтове, обхващащи изчисления на номинално натоварване, твърдост, критична скорост и изкълчване
Нуждаете се от помощ за потвърждаване на спецификацията на сачмен винт?
Изпратете хода, скоростта, натоварването, посоката на монтаж и изискванията за точност на DLY за техническо потвърждение.
Свържете се с насИмейл:export@dlybearing.com
