Преди да изберат модел сферичен винт, инженерите трябва да дефинират какво всъщност трябва да прави линейната ос. Изискваното натоварване, ход, скорост, точност на позициониране и разположение на монтажа определят дали предложеният сферичен винт ще работи безопасно и ще постигне очакваната производителност на движение.
Модел, описан само като "20 mm диаметър с 5 mm повод" не е пълна спецификация. Две машини, използващи един и същ номинален размер на сферичния винт, може да изискват различни степени на точност, структура на гайката, поддържащи устройства или обработка на края, тъй като работните им условия са различни.
Това ръководство обяснява деветте основниспецификации на сачмен винткоито трябва да бъдат определени преди подробно оразмеряване, избор на модел или оферта.
Започнете с приложението, а не с номера на модела
Изборът на сферичен винт обикновено започва с изискванията на машината, а не със съществуващ каталожен код. Първата стъпка е да опишете ясно оста на движение:
- Какъв компонент ще бъде преместен?
- Колко далеч трябва да пътува?
- Колко бързо трябва да бъде завършено движението?
- Какво аксиално натоварване действа върху винта?
- Оста хоризонтална, вертикална или наклонена ли е?
- Каква точност и повторяемост на позициониране са необходими?
- Колко често ще работи машината?
Тези условия осигуряват основата за избор на диаметър на винта, ход, степен на точност, структура на гайката и метод на поддържане. Първото избиране на познат модел и проверка на приложението по-късно може да доведе до недостатъчна товароносимост, прекомерна скорост на вала, риск от изкривяване или ненужни разходи.
1. Аксиално натоварване
Сферичният винт носи основно натоварване по своята ос. Следователно изборът изисква повече от общото тегло на движещия се компонент. Производителят или проектантът трябва да оцени различните сили, действащи по време на пълен работен цикъл.
Съответните натоварвания могат да включват:
- Тегло, действащо върху вертикална или наклонена ос
- Сила на ускорение и забавяне
- Сила на обработка или пресоване
- Триене от водачи, уплътнения и свързани механизми
- Удар или временно пиково натоварване
Максималното натоварване помага да се определи дали сферичният винт може да издържи на пикови работни условия. Средното натоварване за работния цикъл се използва, когато се оценява очакваният живот на умора.
За вертикална ос движещата се маса създава непрекъснато аксиално натоварване. Тъй като сферичните винтове обикновено могат да се задвижват обратно-, спирачката на двигателя или независимо задържащо устройство трябва да предотвратява неконтролирано движение по време на загуба на мощност. Самият сферичен винт не трябва да се третира като самозаключващ се предпазен механизъм.
2. Необходим ход и обща дължина
Необходимият ход е разстоянието, което гайката трябва да измине. Това не е същото като общата дължина на сферичния винт.
Пълният вал обикновено включва:
- Използваем ход на гайка
- Допълнителна дължина на резбата извън работния ход
- Фиксирана седалка на-краен лагер
- Поддържано-гнездо на краен лагер
- Свързване на мотор или съединител
- Рамена, резби, жлебове или други машинно обработени елементи
По-дългите валове изискват допълнително внимание, тъй като неподдържаната дължина влияе както на критичната скорост, така и на устойчивостта на изкълчване. Когато поискате оферта, посочете необходимия ход и общата дължина отделно, вместо да предоставяте само една стойност за дължина.
3. Линейна скорост и ускорение
Необходимата линейна скорост влияе върху хода на сферичния винт и скоростта на въртене. Тяхната основна връзка е:
Скорост на въртене=Линейна скорост ÷ Водач на сферичния винт
Когато единиците се преобразуват последователно, винт, движещ се с 500 mm/s с 10 mm повод, трябва да се върти с 3000 rpm. Ако същото движение използва 5 mm повод, необходимата скорост на въртене се увеличава до 6000 rpm.
По-малката преднина не осигурява автоматично по-добра система. Може да подобри теоретичната механична разделителна способност и да увеличи наличната линейна тяга за даден въртящ момент на двигателя, но също така изисква по-висока скорост на вала за постигане на същата линейна скорост.
Трябва да се дефинира и ускорението. Бързото ускорение увеличава въртящия момент, изискван от двигателя, и създава допълнителна сила в сферичния винт, опорните лагери и свързаната структура.
4. Диаметър на винта
Номиналният диаметър на винта влияе върху капацитета на аксиално натоварване, твърдостта на вала, критичната скорост и устойчивостта на изкълчване. По-големият диаметър обикновено осигурява по-голяма твърдост и е по-подходящ за по-дълги ходове или по-високи натоварвания на натиск, но също така увеличава инерцията, пространството за монтаж и цената.
Следователно изборът на диаметър трябва да вземе предвид:
- Максимално и средно аксиално натоварване
- Неподдържана дължина на вала
- Максимална скорост на въртене
- Хоризонтален или вертикален монтаж
- Край-на споразумението за поддръжка
- Налично място за монтаж
За дълги вертикални винтове или винтове с натиск, проверката на изкълчването е особено важна. За дълги високоскоростни-валове проверката на критичната-скорост може вместо това да се превърне в основно ограничение.
5. Олово за сферичен винт
Изпреварването е линейното разстояние, изминато от гайката по време на един пълен оборот на винта. Той директно свързва въртенето на двигателя с линейното движение.
| Избор на водещи клиенти | Общ ефект | Точки за проверка |
|---|---|---|
| По-малък повод | Повече линейна сила на единица входен въртящ момент и по-малък ход на оборот на двигателя | Необходими са по-високи обороти на винта за същата линейна скорост |
| По-голям олово | По-голям линеен ход на оборот и по-ниски обороти на винта за същата линейна скорост | Може да е необходим повече въртящ момент на двигателя за същата аксиална тяга |
Разделителната способност на контролера, скоростта на двигателя, необходимата тяга и целевото време на цикъла трябва да се разглеждат заедно. Изборът на потенциални клиенти не трябва да се основава само на точността на позициониране.
6. Валцуван или шлифован сферичен винт
Необходимата производителност на позициониране и цената на проекта помагат да се определи дали е подходящ валцуван или шлифован сачмен винт.
Сравнение на методите за производство на шлифовани и валцовани сферични винтове
Валцовият сачмено-винтов вал има канал на вала, оформен чрез пластична деформация с помощта на валцоващи матрици. Осигурява ефективно производство и икономично решение за общо индустриално движение. DLY обикновено доставя студено валцувани сачмени винтове с точност C7 за оборудване за автоматизация, опаковъчни машини, CNC рутери и други стандартни приложения.
Каналът на шлифования сферичен винт е завършен чрез прецизно шлайфане. Обикновено се избира, когато машината изисква по-строг контрол на извода, по-взискателна производителност на позициониране или по-висока последователност на движението.
Методът на производство трябва да бъде избран според необходимата точност на оста. Използването на заземителен винт не може да компенсира грешки, причинени от неподходяща носеща конструкция, лошо подравняване, гъвкави монтажни повърхности или неточно сглобяване на машината.
7. Точност, повторяемост и аксиална хлабина
Тези термини описват различни аспекти на изпълнението на движението и не трябва да се използват взаимозаменяемо.
| Срок | Смисъл | Машинен ефект |
|---|---|---|
| Оловна точност | Разлика между реално и теоретично пътуване по определена дължина | Влияе върху абсолютното позициониране над хода |
| Повторяемост | Възможност за многократно връщане в същата командвана позиция | Важно за повтарящи се машинни цикли |
| Аксиален просвет | Свободно аксиално движение между винта и гайката под силата на обръщане | Влияе върху точността-на обръщане на посоката |
| Предварително зареждане | Приложено вътрешно натоварване за намаляване на хлабината и увеличаване на твърдостта | Подобрява обратната реакция, но увеличава триенето и въртящия момент |
Терминологията за предварително натоварване и наличните нива варират според производителя и дизайна на гайката. Купувачът трябва да посочи необходимата аксиална хлабина, твърдост или условие за-въртящ момент, вместо да приема, че един код за предварително натоварване има едно и също значение за всички доставчици.
8. Ориентация на монтаж и метод на поддържане
Един и същ сачмен винт може да има много различни граници на работа в зависимост от това как са поддържани неговите краища. Общите договорености включват фиксирани–свободни, поддържани–поддържани, фиксирани–поддържани и фиксирани–фиксирани конфигурации.
Фиксираната{0}}крайна опора обикновено съдържа предварително натоварен ъглов-контактен лагер, който позиционира вала аксиално. Противоположната опора побира не-задвижвания край и помага за контролиране на отклонението на вала. Подходящите опорни модули могат да включват комбинации BK/BF, FK/FF или EK/EF, в зависимост от размера на винта и монтажната структура.
Методът на поддръжка засяга:
- Допустима скорост на въртене
- Устойчивост на изкълчване
- Аксиална твърдост
- Поведение при термично разширение
- Сложност на монтажа
Ориентацията също трябва да бъде посочена. Вертикалната ос изисква отчитане на гравитационно натоварване, спиране на двигателя и защита срещу -падане. Хоризонталната инсталация с дълъг-ход може да изисква допълнителен контрол на провисването на вала и критичната скорост.
9. Крайна обработка и свързани компоненти
Стандартните сачмено-винтови валове често изискват механична обработка, преди да могат да бъдат монтирани. Двата края на вала трябва да съответстват на избраните лагерни опори, контрагайка, съединител на двигателя и заобикалящата машина структура.
Характеристики за машинна обработка на края на вала със сферичен винт
Крайният{0}}чертеж на машинна обработка трябва да дефинира:
- Диаметри, дължини и допустими отклонения на-гнездото на лагера
- Позиции на раменете
- Външни или вътрешни резби
- Контрагайка и жлебове-задържащ пръстен
- Диаметър на съединителя и дължина на връзката
- Шпонкови канали, плоскости или секции с гаечен ключ
- Необходими централни отвори и фаски
Не избирайте сферично-винтовия винт независимо от неговите опорни лагери и съединител. Винтовият вал с правилни размери все още може да доведе до лошо движение, ако лагерното устройство няма твърдост или крайната обработка създава несъосност.
DLY може да достави сферични винтове с персонализирана крайна обработка и съвместимостсачмено-винтови опорни единиципо монтажен чертеж на клиента.
Допълнителни условия за работа
Деветте основни спецификации определят механичните изисквания, но околната среда също трябва да бъде взета предвид преди окончателното потвърждение на модела.
Важните условия включват:
- Работна температура
- Излагане на прах, стружки, охлаждаща течност или влага
- Тип смазка и интервал на поддръжка
- Непрекъсната или периодична работа
- Необходим експлоатационен живот
- Шумови ограничения
- Изисквания за чиста стая или{0}}устойчивост на корозия
Интервалите на смазване не могат да бъдат определени от едно универсално работно време. Повторното смазване зависи от скоростта, хода, натоварването, температурата, замърсяването и състоянието на смазката. Производителите на оборудване трябва да установят интервал въз основа на действителния работен цикъл и да проверят състоянието на смазване по време на пускане в експлоатация.
Как спецификациите работят заедно
Параметрите на сферичния винт не трябва да се избират независимо. Всеки избор променя друга част от системата:
- По-дълъг ход може да изисква по-голям диаметър на вала или различен метод на поддържане.
- По-високата линейна скорост може да изисква по-голям ход, за да поддържа оборотите на вала под критичната-лимит на скоростта.
- По-малко изпреварване може да увеличи наличната тяга, но също така да увеличи скоростта на въртене, необходима за същата скорост на движение.
- По-високото предварително натоварване може да подобри твърдостта, но да увеличи триенето, температурата и въртящия момент на двигателя.
- По-високата степен на точност може да подобри контрола на проводника, но не може да елиминира монтажни и структурни грешки.
Следователно окончателният избор трябва да бъде проверен като цялостна задвижваща система, която включва сферичен винт, гайка, опорни лагери, съединител, двигател, водачи и структура на машината.
Заключение
Преди да изберете сачмен винт, определете аксиалното натоварване, хода, скоростта, ускорението, диаметъра на винта, хода, изискването за точност, аксиалната хлабина, монтажното разположение и крайната обработка. Тези спецификации предоставят необходимата информация за проверка на експлоатационния живот, изкълчването, критичната скорост и изискванията на двигателя.
За проект за подмяна изпратете пълния номер на модела, чертеж с размери и информация за монтаж. За нова машина осигурете работните условия, вместо да избирате каталожен модел само от диаметър и олово.
DLY доставя C7 валцовани и C5 шлифовани сферични винтове, стандартни и персонализирани сферични гайки, обработка на краищата и съответстващи опорни компоненти. Нашият инженерен екип може да прегледа данните за вашето приложение и да препоръча подходяща конфигурация на сферично-винтовия ключ.
