A пар кугличних вијакапретвара ротационо кретање у контролисано линеарно кретање кроз котрљајући контакт између осовине завртња, челичних куглица и кугличне матице. Његов учинак није одређен само завртњем. Геометрија стазе за трчање, циркулација куглице, предоптерећење, тачност проводника, распоред подршке, подмазивање и поравнање инсталације раде заједно као један систем преноса.
Ове технологије одређују да ли осовина машине може да достигне потребну позицију више пута, да промени смер без претераног изгубљеног кретања и да ради на предвиђеној брзини без вибрација или прегревања. Због тога се два склопа кугличних вијака са истим номиналним пречником и проводником могу понашати веома различито у стварној опреми.
Разумевање кључних технологија пара кугличних вијака помаже инжењерима да одреде склоп према оптерећењу, ходу, брзини и захтевима за позиционирање уместо да га бирају само према броју модела.
Компоненте пара кугличних вијака
Комплетан пар кугличних вијака обично садржи осовину завртња, кугличну матицу, челичне куглице, систем поврата куглица и заптивке или брисаче. У осовини машине ради и са носећим лежајевима, прикључком мотора и системом за подмазивање.
| Компонента | Главна функција | Утицај на перформансе |
|---|---|---|
| Сцрев схафт | Обезбеђује спиралну стазу трчања и преноси ротационо кретање | Утиче на тачност електроде, носивост, критичну брзину и снагу стуба |
| Балл нут | Садржи одговарајућу стазу тркања и преноси аксијално оптерећење | Утиче на крутост, начин монтаже и расположиви простор |
| Челичне кугле | Котрљајте између осовине и матице | Утиче на глаткоћу, расподелу оптерећења, предоптерећење и век трајања |
| Систем повратка | Рециркулише лоптице кроз затворену путању | Утиче на радну брзину, буку и стабилност циркулације |
| Брисачи и заптивке | Ограничите улазак загађивача и губитак мазива | Помозите да заштитите стазе тркања и продужите радни век |
Роллинг Цонтацт и Рацеваи Геометрија
Централна технологија кугличног вијчаног пара је замена клизног контакта са рециркулацијским котрљајућим контактом. Када се завртањ или матица окрећу, куглице се крећу дуж спиралних стаза и преносе силу између две компоненте. Након проласка кроз напуњену зону, лоптице се кроз циркулациони систем враћају на почетну тачку.
Овај механизам смањује трење и омогућава да склоп ефикасно ради под аксијалним оптерећењем. Међутим, нетачно је описивање кугличног вијка са „нултим трењем“. Контакт за котрљање, заптивке, мешање мазива, преднапрезање и рециркулација куглица - све то производи отпор и топлоту.
Прецизност профила стазе је посебно важна. Усклађеност између кугле и жлеба контролише контактну површину и расподелу оптерећења. Лоша геометрија или недоследна величина лопте могу изазвати неравномерно оптерећење, флуктуацију обртног момента, вибрације и превремени замор површине.
Технологија рециркулације лопте
Пошто лоптице непрекидно путују кроз напуњену стазу тркања, морају се вратити кроз затворену стазу циркулације. Уобичајени дизајни поврата обухватају спољне повратне цеви, унутрашње дефлекторе и циркулацијске структуре крајњих{1}}чепова.
Ниједан дизајн циркулације није најбољи за сваку машину. Компактан унутрашњи дизајн може одговарати опреми са ограниченим простором за инсталацију, док се друга структура може изабрати за одређени вод, брзину или оптерећење. Прелази између напуњене стазе и повратне путање морају омогућити лоптицама да неометано улазе и излазе.
При већим брзинама ротације, нестабилна рециркулација може повећати удар, вибрације, температуру и буку. Перформансе велике{1}}брзине стога зависе не само од завртња. Такође захтева одговарајућу-геометрију повратне путање, размак куглица, подмазивање и тачност инсталације.
Прецизност и позиционирање
Теоријски линеарни ход за један обртај завртња једнак је номиналном проводу. Стварно путовање се незнатно разликује због грешке у контакту. Прецизност кугличног завртња описује дозвољену варијацију овог стварног кретања током одређене дужине путовања.
Перформансе позиционирања не треба судити само на основу оцене тачности. Коначна грешка осовине машине такође може да обухвата аксијални зазор, еластичну деформацију, померање лежаја-подршка, термичко ширење, грешку спајања, неусклађеност монтаже и ограничења система повратних информација-.
Важна разлика:Прецизност вођења описује грешку у кретању, зазор описује изгубљено кретање током преокрета, а поновљивост описује колико се доследно оса враћа у исту наређену позицију. Ови термини не би требало да се користе наизменично.
Ваљани куглични завртњи се широко користе у општим системима аутоматизације и позиционирања, док се куглични завртњи за земљу бирају када примена захтева већу прецизност и контролисану геометрију стазе. Одговарајућа оцена треба да се заснива на захтеваним перформансама осе, а не на претпоставци да је највиша оцена увек неопходна.
Преднапон, зазор и крутост
Унутрашњи аксијални зазор може проузроковати изгубљено кретање када оса обрне смер. Предоптерећење примењује унутрашњу силу између куглица и стаза да би се смањио зазор и повећала аксијална крутост. Може да се направи избором величине-лоптице, офсет дизајном стазе за трчање или распоредом двоструких-навртки.
Веће предоптерећење није аутоматски боље. Повећање преднапрезања може побољшати повратни одзив и крутост, али такође повећава обртни момент трења и стварање топлоте. Прекомерно преднапрезање може скратити век трајања, повећати потражњу мотора и учинити склоп осетљивијим на неусклађеност.
Исправно предоптерећење зависи од спољашњег аксијалног оптерећења, потребне крутости, радног циклуса, убрзања, радне брзине и тачности уградње. Апликацијама са скромним захтевима за позиционирање можда неће бити потребно исто предоптерећење као осовина за увлачење алата{1}}прецизне машине.
Капацитет оптерећења и век трајања замора
На носивост кугличног вијка утичу пречник куглице, геометрија пута, број напуњених куглица, број циркулационих кола и стање материјала. Каталози обично пружају основну оцену динамичког оптерећења за прорачун-животног века замора и основну оцену статичког оптерећења за проверу трајне деформације под великим или стационарним оптерећењима.
На стварни радни век снажно утиче еквивалентно аксијално оптерећење. Ударна оптерећења, лоше поравнање и контаминација могу учинити стварно оптерећење појединачних куглица много већим него што сугерише номинални потисак машине. Пошто се израчунати век трајања замора нагло мења са оптерећењем, нетачна процена оптерећења може да произведе нереалан резултат-века трајања.
Избор би стога требало да узме у обзир нормално оптерећење, вршно оптерећење, силу убрзања, радни циклус и оријентацију рада. Вертикална оса такође може захтевати кочницу или противтежу јер висока ефикасност кугличног завртња може да омогући повратно-вожњу када се уклони обртни момент погона.
Брзина и критична брзина
Већи вод производи више линеарног хода по обртају, омогућавајући постизање циљаног протока при нижој брзини ротације. Међутим, олово такође утиче на потребан обртни момент, доступну механичку резолуцију и дизајн матице.
За ротирајући вијак, максимална брзина може бити ограничена системом циркулације куглица и критичном брзином осовине. Критична брзина је брзина ротације при којој се шраф приближава резонанцији савијања и почиње да шиба или вибрира. На то углавном утичу пречник корена шрафа, дужина без подупирача и распоред крајњег{2}}ослонца.
Дугачак, витак завртањ углавном достиже ограничење брзине раније од кратког завртња већег{0}}пречника. Повећање пречника корена, смањење дужине без ослонца или коришћење чвршћег носача може повећати дозвољену радну брзину. Дизајн треба да задржи одговарајућу маргину испод израчунате границе, а не да ради непрекидно на резонанцији.
Термичка контрола и подмазивање
Топлота мења дужину осовине завртња и може да створи померање позиционирања чак и када је оригинална тачност електроде висока. Топлота може доћи од преднапрезања, потпорних лежајева, заптивки, брзог циклуса и недовољног или претераног подмазивања.
Маст се обично користи тамо где је пожељно једноставно одржавање, док се подмазивање уљем може применити у централизованим системима или системима са већим{0}}брзинама. Тип мазива, вискозитет и интервал допуне треба да одговарају радној брзини, оптерећењу, температури и окружењу.
Прецизна опрема такође може да користи мере за праћење температуре, контролисано загревање{0}}, термичку компензацију, затезање осовине или хлађење. Ове методе се баве термичким понашањем на нивоу система уместо да се ослањају само на виши степен тачности кугличног завртња.
Подршка и инсталација
Пар кугличних вијака не ради независно од своје монтажне структуре. Носиви лежајеви лоцирају вијак аксијално и радијално, док га спојница повезује са мотором. Уобичајени аранжмани подршке укључују фиксно-слободне, фиксно-подржане и фиксно-фиксне конфигурације.
Неусклађеност инсталације може створити бочно оптерећење које куглични вијак није дизајниран да носи. Ово може проузроковати ненормалан обртни момент, неравномерно хабање и превисоку температуру. Осовина завртња, кућиште матице, носећи лежајеви и систем линеарних вођица треба да деле исправно поравнање.
Крајња обрада такође мора да одговара изабраним носачима лежајева и прикључку мотора. ДЛИ куглични вијци могу да се испоруче са-посебном машинском обрадом крајева и одговарајупотпорне јединице са кугличним вијкомза интеграцију у структуру машине.
Кључни параметри за избор
| Параметар | Зашто је важно | Информације за потврду |
|---|---|---|
| Пречник завртња | Утиче на носивост, крутост, отпорност на извијање и критичну брзину | Аксијално оптерећење, укупна дужина и растојање ослонца |
| Олово | Утиче на линеарну брзину, обртаје мотора, обртни момент и резолуцију | Циљна брзина, убрзање и карактеристике мотора |
| Оцена тачности | Контролише дозвољену варијацију електроде | Толеранција позиционирања и ефикасно путовање |
| Предоптерећење или зазор | Утиче на зазор, крутост, обртни момент и температуру | Прецизност преокрета, радни циклус и спољно оптерећење |
| Облик ораха | Одређује интерфејс за монтажу и расположиву носивост | Димензије кућишта и правац уградње |
| Аранжман подршке | Утиче на аксијалну крутост, критичну брзину и термичко понашање | Ход, дужина осовине, брзина и простор за уградњу |
| Радно окружење | Одређује захтеве за заптивање, подмазивање и заштиту | Прашина, струготине, влага и температура околине |
Апликације
Парови кугличних вијака се користе тамо где је потребно контролисано линеарно кретање, аксијално оптерећење и поновљиво позиционирање. Типичне примене укључују ЦНЦ осе за напајање, индустријску аутоматизацију, машине за паковање, опрему за инспекцију, полупроводничку опрему, медицинске уређаје и роботске системе за позиционирање.
Захтевани ниво технологије разликује се у зависности од примене. Општи механизам преноса може дати приоритет трошковима, носивости и поузданости, док осовина машинског{1}}алата може ставити већи нагласак на тачност електроде, предоптерећење, термичку стабилност и крутост структуре. Избор треба да почне са условима рада, а не само са називом апликације.
ФАК
Да ли је пар кугличних вијака исто што и куглични вијак?Термини се често користе наизменично. „Пар кугличних вијака“ наглашава усклађену осовину завртња и склоп кугличне матице, укључујући куглице и компоненте за циркулацију, а не само осовину завртња.
Није сваки куглични завртањ{0}}без зазора. Аксијални зазор зависи од унутрашњег дизајна и услова монтаже. Одговарајуће преднапрезање може смањити или елиминисати мерљиви зазор, али такође повећава обртни момент трења и топлоту.
Важни фактори обухватају тачност електроде, аксијални зазор, предоптерећење, еластичну деформацију, крутост лежаја{0}}одржавања, термичко ширење, поравнање монтаже и систем повратних информација и контроле машине.
Уобичајени узроци укључују превелико предоптерећење, неодговарајуће подмазивање, неусклађеност, оштећене компоненте циркулације, превелику брзину и високу отпорност на заптивање. Извор треба проверити пре промене мазива или предоптерећења.
Закључак
Кључна технологија пара кугличних вијака није ограничена на кретање малог{0}}трења. Поуздане перформансе долазе од интеракције геометрије стазе, циркулације лопте, тачности, предоптерећења, крутости, носивости, контроле брзине, подмазивања и монтажне структуре.
За избор, потврдите аксијално оптерећење, ефективни ход, циљну брзину, захтев за тачност, радни циклус, простор за монтажу, распоред подршке и радно окружење. ДЛИ може да обезбеди решења за ваљане Ц7 и брушене Ц5 кугличне вијке, укључујући конфигурацију навртки, преднапрезање, машинску обраду и{3}}подударање јединица.
За избор кугличног завртња или техничку потврду, пошаљите потребни пречник, вод, ход, оптерећење, брзину, оцену тачности и крај{0}}нацрт машинске обраде.
Референце
- ИСО 3408-1 - Куглични завртњи: Речник и ознака.
- ИСО 3408-3 - куглични завртњи: Услови прихватања и тестови прихватања.
- Инжењерски каталози произвођача и технички приручници који покривају тачност кугличних вијака, предоптерећење, носивост и критичну брзину.
