A сферичен винтпреобразува въртеливото движение в контролирано линейно движение чрез въртящ се контакт между винтовия вал, гайката и рециркулиращите стоманени топки. Той може също да преобразува линейната сила обратно във въртеливо движение при определени работни условия.
В сравнение с конвенционалния плъзгащ се винт, сферичният винт обикновено осигурява по-висока ефективност на предаване, по-ниско триене и по-последователно движение. Тези характеристики правят сачмено-винтовите модули подходящи за CNC машини, промишлена автоматизация, роботи и друго оборудване, изискващо повтарящо се линейно позициониране.
Очакваните предимства се постигат само когато диаметърът на винта, ходът, точността, предварителното натоварване, структурата на гайката, опорните лагери, смазването и подравняването на монтажа съответстват на приложението. Поради това сачмен винт трябва да бъде избран като част от цялостната система за движение, а не като изолиран компонент.
Принцип на работа на сферичния винт
Винтовият вал и гайката съдържат съответстващи спирални канали. Стоманени топки се търкалят между тези канали и предават аксиална сила, докато винтът или гайката се въртят. Вътрешни или външни компоненти за връщане насочват топките обратно към началото на натоварената верига, позволявайки непрекъсната рециркулация.
При обичайно разположение винтът се върти, докато гайката се движи по права линия. Някои машинни конструкции държат винта неподвижен и вместо това въртят гайката. Въртящата се -гайка може да бъде полезна за дълги ходове или приложения, при които намаляването на скоростта на въртене на винта помага да се контролират критичните-ограничения на скоростта.
Номиналният ход определя линейното разстояние, изминато по време на един оборот на винта. Например, 10 mm проводник произвежда приблизително 10 mm линеен ход за всеки пълен оборот, преди да вземе предвид грешката при позициониране и еластичната деформация.
По-голямото извеждане произвежда повече линейно движение при същата скорост на въртене, докато по-малкото извеждане осигурява по-голяма механична разделителна способност и преобразуване на силата за същия входен въртящ момент. Подходящият проводник зависи от необходимата скорост, тяга, капацитет на двигателя и производителност на позициониране.
Основни предимства на сферичните винтове
| Предимство | Практическа стойност | Свързано състояние |
|---|---|---|
| Висока ефективност на предаване | Намалява въртящия момент и топлината в сравнение с плъзгащия контакт | Изисква правилно смазване и подравняване |
| Ниско триене | Поддържа плавно движение и чувствителна реакция | Засегнати от предварително натоварване, уплътнения и смазка |
| Възможност за позициониране | Поддържа повтарящо се подаване и движение на позициониране | Зависи от точността на оловото, хлабината и управлението на машината |
| Регулируемо предварително натоварване | Може да намали аксиалната хлабина и да увеличи твърдостта | Прекомерното предварително натоварване увеличава въртящия момент и топлината |
| Дълъг живот на умора | Контактът при търкаляне намалява износването при плъзгане | Животът зависи от натоварването, замърсяването и смазването |
| Висока{0}}способност за скорост | Поддържа бързо позициониране и по-кратки машинни цикли | Ограничен от критична скорост, DN стойност и поддържащ дизайн |
Машини с ЦПУ
CNC стругове, фрезови машини, обработващи центрове и шлифовъчни машини използват сферични винтове за преместване на работни маси, плъзгачи за инструменти и оси за подаване. Тези приложения изискват контролирано движение, така че режещият инструмент да достигне програмираната позиция.
Точността на оловото влияе върху позиционирането по дължината на движение, докато аксиалната хлабина и еластичната деформация влияят върху обръщането и реакцията на натоварване. Предварително натоварени гайки могат да се използват, когато дадена ос изисква по-висока твърдост или намалена хлабина.
Производителността на машинния{0}}инструмент също зависи от опорните лагери, съединителя на двигателя, направляващия път, твърдостта на основата и компенсацията на контрола. Инсталирането на сферично-винтова връзка с по-висока точност-не може самостоятелно да коригира нестабилна структура на машината.
Валцованите сферични винтове често са подходящи за общи захранващи и спомагателни оси. Предлагат се прецизни-сферични винтове за машинни оси, които изискват по-висока точност и по-взискателно позициониране.
Индустриална автоматизация
Автоматизираните производствени линии използват сферични винтове в позициониращи станции, механизми за-и-поставяне, приспособления, устройства за проверка, системи за дозиране и оборудване-за прехвърляне на компоненти.
Тези приложения могат да включват често ускоряване, забавяне и промени в посоката. Следователно изборът трябва да вземе предвид повече от максималното статично натоварване. Работният цикъл на натоварване, силата на ускорение, необходимата скорост на движение и броят на циклите влияят върху живота на винта и гайката.
Късите повтарящи се удари могат да предотвратят разпространението на смазката по цялата верига на топката. Интервалите на смазване и работното движение може да се наложи да се коригират, когато ос многократно преминава само през малка част от винта.
Препоръчват се капаци или заграждения, когато модулът е изложен на прах, метални стружки, остатъци от опаковки или технологични течности. Замърсяването може да навлезе в гайката и да повреди каналите, дори когато външната повърхност на винта изглежда само леко замърсена.
Роботика и манипулационно оборудване
Сферичните винтове се използват в оси на роботи, електрически цилиндри, грайфери, повдигащи механизми и автоматизирани системи за манипулиране. Те осигуряват контролиран линеен изход от серво мотор или стъпков двигател.
Компактните роботизирани механизми често изискват баланс между диаметър на винта, повод, размер на гайката и наличното място за монтаж. По-голям извод поддържа по-висока линейна скорост, докато по-малък извод може да осигури по-голяма тяга за същия входен въртящ момент.
Вертикалните оси на роботи изискват специално внимание, тъй като гравитацията действа непрекъснато върху движещия се товар. Сферичният винт може да се задвижва обратно, особено когато има голям ход и ниско предварително натоварване. Следователно може да е необходима спирачка на двигателя, противотежест или друго предпазно устройство.
Сферичните винтове не трябва да се третират като самозаключващи се компоненти-. Действителната тенденция към задвижване назад зависи от ъгъла на преднина, натоварването, предварителното натоварване, смазването и триенето на системата.
Медицинско и лабораторно оборудване
Медицинските и лабораторните системи използват сферични винтове в позициониращи маси, оборудване за изображения, механизми-за работа с проби, регулируеми платформи и автоматизирани устройства за тестване.
Тези приложения могат да дадат приоритет на гладкото движение, повторяемостта, компактния размер и контролирания шум. Изборът на лубрикант и уплътнителните устройства може също да изискват внимание, когато оборудването работи в чиста среда.
Необходимата точност на сферичния винт трябва да се основава на цялостното системно изискване. Разделителната способност на сензора, структурната деформация, подравняването на сглобката и температурните промени могат да повлияят на крайния резултат от позиционирането.
Полупроводниково и електронно оборудване
Системите за производство на полупроводници и електроника могат да използват сферични винтове за проверка, сглобяване, тестване, дозиране и оси за спомагателно позициониране. Необходимата спецификация зависи от това дали оста извършва прецизно позициониране или само контролиран трансфер.
Чисти помещения и среди с ниско-частици може да изискват подходящи количества смазка, уплътнителни структури и избор на материали. Вакуумните системи изискват отделна оценка, тъй като стандартната грес може да не осигури приемлива ефективност на отделяне на газове.
Сферичният винт не е автоматично подходящ за всеки полупроводников процес. Клас на чистота, ниво на вакуум, изискване за позициониране, ограничения за скорост и поддръжка трябва да бъдат потвърдени преди избора.
Производство на автомобили и батерии
Линиите за производство на автомобилни компоненти и батерии използват сферични винтове в монтажни станции, приспособления за заваряване, оборудване за тестване, системи за дозиране и механизми-за прехвърляне на материали.
Тези производствени среди често изискват чести цикли и стабилна работа за дълги работни периоди. Промяната на натоварването, ускорението, замърсяването и достъпът до повторно смазване трябва да се вземат предвид по време на проектирането на оста.
При наличие на пръски от заваряване, метални частици или химикали от процеса, сачмено-винтовият винт трябва да бъде защитен със силфон, телескопични капаци или друго подходящо заграждение.
Машини за опаковане и печат
Оборудването за опаковане и печат използва сферични винтове за регулиране на формата, контрол-на позицията на рязане, механизми за запечатване, системи за регистриране и оси-за обработка на продукти.
Много оси за регулиране се движат само когато форматът на машината се промени, докато други оси работят непрекъснато при високи скорости на цикъла. Тези два модела на работа изискват различни оценки на скоростта, живота и смазването.
Хартиен прах, фрагменти от филм и остатъци от опаковки могат да се натрупат около откритите винтови възли. Чистачките и капаците помагат за намаляване на замърсяването, но редовната проверка и почистване остават необходими.
Граници, които трябва да се имат предвид
Сферичните винтове осигуряват важни предимства, но също така имат ограничения при дизайн и работа:
- Задно шофиране:вертикалните натоварвания могат да преместят винта при премахване на въртящия момент на двигателя или спирачната сила.
- Критична скорост:дълъг въртящ се винт може да вибрира, ако скоростта на въртене достигне критичната си стойност.
- DN ограничение:скоростта на циркулация на топката ограничава разрешената комбинация от диаметър на винта и скорост на въртене.
- Изкривяване:дълъг винт под натиск може да стане нестабилен, преди да достигне номиналното статично натоварване на гайката.
- Замърсяване:прахът и стружките могат да повредят каналите и системата за връщане.
- Грешка при инсталиране:несъосността увеличава въртящия момент, шума, топлината и неравномерното натоварване.
- Смазване:недостатъчната или неподходяща смазка намалява експлоатационния живот.
Динамичното или статичното натоварване на гайката не трябва да се тълкува като максимално безопасно натоварване на цялата ос. Изкълчването на винта, носещата-способност на опората, здравината на вала, монтажната конструкция и коефициента на безопасност също трябва да бъдат оценени.
Фактори за избор на сачмен винт
Подходящ сачмен винт не може да бъде избран само от диаметъра. Трябва да се има предвид следната информация:
- Максимални, средни и променящи се аксиални натоварвания
- Необходима линейна скорост и ускорение
- Ход и обща дължина на винта
- Хоризонтален или вертикален монтаж
- Необходими обороти на водача и двигателя
- Точност на позициониране и повторяемост
- Изискване за луфт или предварително натоварване
- Фиксирана-поддържана, фиксирана-фиксирана или друга лагерна подредба
- Работна температура и ниво на замърсяване
- Работен цикъл и очакван експлоатационен живот
За проекти за подмяна трябва да се предостави пълният модел на винт и гайка, обща дължина, дължина на резбата и чертеж на крайната{0}}обработка. Снимките могат да поддържат идентификация, но не заместват чертежи с размери.
За нови проекти DLY може да оцени опциите за валцувани или шлифовани сферични винтове според приложението. DLY доставя главно студено валцувани сачмено-винтови шайби C5, C7 и C10 и може също така да предостави шлифовани C0, C3 и C5 опции, предмет на техническо потвърждение.
Надеждната производителност зависи от цялата система
Сферичните винтове поддържат ефективно, точно и повторяемо линейно движение в много видове индустриални машини. Тяхната практическа стойност идва от съвпадението на дизайна на винта и гайката с натоварването, скоростта, точността и екологичните изисквания на машината.
Правилните опорни лагери, подравняването, смазването, защитата от замърсяване и поддръжката са също толкова важни, колкото номиналната спецификация на сачмен винт. Оценяването на цялата ос помага за избягване на преждевременно износване, прекомерни вибрации и неочаквани грешки при позициониране.
Свържете се с DLY
Имейл:export@dlybearing.com
