Вертикална оса машине може се тачно зауставити док је мотор напајан и још увек постати несигурна у тренутку када се напајање искључи. Разлог је једноставан: куглични завртањ може да подржи и помери вертикално оптерећење када је правилно димензионисан, али његов ефикасан контакт за котрљање обично омогућава терету да покреће вијак у рикверц.
За вертикалукуглични вијакоса, носивост и држање оптерећења су стога два различита питања дизајна. Вијак, навртка, потпорни лежајеви и мотор морају да носе радну силу, док кочница или други независни уређај морају да контролишу ненамерно кретање надоле током губитка снаге, заустављања у нужди или грешке у погону.
Ова разлика је важна за ЦНЦ З осе, столове за подизање, вертикалне станице за паковање, опрему за инспекцију, машине за склапање и друге системе где гравитација непрекидно делује на покретну масу.
Могућност вертикалног оптерећења
Куглични вијак може да носи и позиционира вертикално оптерећење унутар својих граница аксијалног оптерећења, века трајања, брзине и крутости. Међутим, обично га не треба третирати као-уређај који се самозакључава. Када погонски момент нестане, гравитација примењује аксијалну силу на матицу. Пошто контакт за котрљање производи ниско трење, та аксијална сила може да генерише обртни момент уназад и да окрене вијак.
Практични одговор:куглични завртањ може да носи вертикално оптерећење, али је за целу осу потребан проверени метод{0}}држања оптерећења ако неконтролисано спуштање може да оштети машину или повреди особу.
Момент задржавања мотора може задржати позицију док погон остаје под напоном. Не пружа исту заштиту након губитка електричне енергије. Слично, унапред натегнута навртка побољшава аксијалну крутост и смањује зазор, али не чини да се куглични вијак поуздано-забрављује.
Зашто долази до повратне вожње
Куглични вијак је дизајниран да претвори ротацију мотора у ефикасно линеарно кретање. Исти механизам може да ради и обрнуто: аксијална сила на матицу може да произведе ротацију на осовини завртња. Ово је познато као бацкдривинг.
На склоност ка повратном погону утиче неколико фактора:
- олово:већи провод генерално производи више обртног момента за исто аксијално оптерећење.
- Реверзна ефикасност:ефикасан контакт котрљања олакшава кретање уназад него што би било са клизним завртњем са великим{0}}трењем.
- Покретна маса:сто, алат, радни предмет и причвршћени механизми доприносе гравитационом оптерећењу.
- Убрзање и успоравање:динамичка сила може премашити силу коју изазива сама гравитација.
- Спољна сила процеса:силе резања, притиска или руковања могу деловати са или против гравитације.
- Губици{0}}воза:заптивке, лежајеви, вођице и мотор додају отпор, али овај променљиви отпор не би требало да се користи као сигурносна кочница.
Правац нити не решава проблем. Леви-шраф преокреће однос између ротације завртња и хода навртке, али гравитација га и даље може померити у одговарајућем смеру ротације.
Сила гравитације и обртни момент
Прва процена је сила наниже коју ствара укупна покретна маса:
где је Фgје сила гравитације у њутнима, м је укупна покретна маса у килограмима и г је приближно 9,81 м/с².
Приближан обртни момент на осовини завртња се тада може изразити као:
где је Тназадје обрнути обртни момент у Н·м, Ф је аксијална сила у њутнима, П је олово вијка у метрима по обртају и ηrје обрнута ефикасност.
На пример, покретни склоп од 120 кг производи око 1.177 Н силе гравитације. Са проводником од 10 мм и претпостављеном ефикасношћу повратног кретања од 0,85, процењени обртни момент који генерише гравитација- износи приближно 1,59 Н·м:
Ово је само процена гравитације. Димензионисање кочница и мотора такође мора узети у обзир убрзање, процесну силу, преносни однос, инерцију компоненти, варијацију ефикасности, потребно време заустављања и одговарајући фактор сигурности. Изабрана кочница мора да се провери коришћењем обртног момента који је дозволио произвођач, података о-заустављању у нужди, времену активирања и радном веку{3}}.
Учитај{0}}Методе држања
| Метод | Главна функција | Важно ограничење |
|---|---|---|
| Серво држи обртни момент | Одржава наређену позицију док је погон напајан и контролише мотор. | Није независан уређај за{0}}искључивање. |
| Кочница мотора | Задржава осу након што се мотор заустави или искључи напајање. | Многе кочнице за задржавање нису намењене да апсорбују поновљена заустављања при пуној{0}}брзини. |
| Осна кочница или стезаљка | Делује директно на покретну осу или шину и може да обезбеди независно задржавање. | Инсталација, праћење ослобађања и дозвољена енергија заустављања морају бити верификовани. |
| Противтежа или противтежа | Смањује нето гравитационо оптерећење, обртни момент мотора и потребу за задржавањем кочнице. | Смањује неравнотежу, али не обезбеђује аутоматски потпуну безбедносну функцију. |
| Секундарни сигурносни уређај | Хвата или обуздава терет ако примарни погон или кочница покваре. | Његова прикладност зависи од процене ризика машине и захтеваних безбедносних перформанси. |
Уобичајена контролна секвенца је да се серво држи под напоном док се кочница отпусти, помери осу, заустави се под серво контролом, притисне кочницу и тек онда уклони обртни момент мотора. Отпуштање кочнице пре него што је мотор успоставио обртни момент може дозволити кратак, али штетан пад. Логика времена и повратне спреге треба да се верификују током пуштања у рад под максималним очекиваним оптерећењем.
Услови силе вертикалне осе
Правилно израчунавање вертикалне{0}}осе раздваја различите радне услове уместо провере само статичке тежине.
| Стање | Форце Цонсидератион | Провера дизајна |
|---|---|---|
| Стационарни | Гравитација и било која трајна сила процеса | Капацитет држања кочнице и статичко аксијално оптерећење |
| Убрзање навише | Гравитација плус сила убрзања и трење | Максимални обртни момент мотора и максимално оптерећење завртња |
| Кретање константном брзином | Гравитација, трење и процесна сила | Континуирани обртни момент мотора и термички рад |
| Контролисано кретање надоле | Гравитација покреће осу док мотор регулише спуштање | Регенеративни рад, погонски капацитет и контрола прекорачења брзине |
| Губитак струје или квар | Неконтролисана сила гравитације док се веза не активира | Реакција кочнице, зауставни пут и секундарна заштита |
Просечно аксијално оптерећење током радног циклуса се користи за прорачун животног века кугличног вијка, док највеће радно оптерећење мора остати у применљивим статичким и динамичким границама. Они су одвојени од обрачуна кочнице{1}}конице.
Оријентација завртња и крајњи ослонац
Када распоред машине то дозвољава, постављање фиксног лежаја и погонског краја изнад покретне матице може задржати већи део вијка у напетости под гравитацијом. Завртње оптерећено углавном затегнуто не подлеже извијању стуба на исти начин као дуги завртањ гурнут у компресији.
Ако вертикално оптерећење доводи осовину у компресију, мора се проверити пречник корена, неподржана дужина и стање крајњег{0}}ослонца. Ово је посебно покривено упрорачун извијања кугличног вијка. Завртње такође мора да се провери да ли има критичну брзину, потпорну{1}}носивост и поравнање.
Типичан распоред ротирајућих{0}}завртња користи фиксну јединицу лежаја на крају погона за контролу аксијалног и радијалног положаја, са носећим лежајем на супротном крају који омогућава стабилну ротацију. Стварни распоред ослонца треба да одговара машинској обради-краја вратила, брзини, аксијалном оптерећењу и потребној крутости.
Уобичајене грешке у дизајну
- Под претпоставком да је стационарни серво кочница{0}}искључена:контролни момент нестаје када погон не може да обезбеди напајање.
- Коришћење претходног оптерећења као безбедносне функције:предоптерећење побољшава крутост и перформансе зазора, није поуздано држање оптерећења.
- Одабир кочнице само из гравитационог момента:Енергија за хитно заустављање, кашњење укључивања и максимално динамичко оптерећење могу да управљају избором.
- Занемарујући укупну покретну масу:морају бити укључени алати, прибор, предмети за обраду, каблови и помоћни механизми.
- Проверава се само оптерећење завртња:Животни век навртке, извијање осовине, носећи лежајеви, обртни момент мотора, капацитет спојнице и перформансе кочнице су различите границе.
- Прикључивање кочнице током сваког нормалног заустављања{0}}при великој брзини:кочница за задржавање може се брзо истрошити ако се користи као радна кочница осим ако није посебно назначена за ту дужност.
Закључак
Куглични вијак може да се помера и подржава вертикално оптерећење, али висока ефикасност преноса такође омогућава вожњу уназад. Поуздан дизајн вертикалне{1}}осе стога одваја контролу кретања од држања оптерећења. Вијак и мотор контролишу нормално кретање; кочница, стезаљка или друга веза контролишу оптерећење када обртни момент није доступан.
Дизајн треба да узме у обзир укупну покретну масу, олово, обртни момент уназад, убрзање, силу процеса, одзив кочнице и крај{0}}уређење подршке. Предоптерећење и смер навоја не смеју се третирати као замена за проверену кочницу. Тамо где ненамерно спуштање ствара значајну опасност, независни секундарни уређај треба изабрати кроз формалну процену ризика машине.
Референце
- ИСО 3408-1, Куглични завртњи – Речник и ознака.
- Општи технички каталог кугличних вијака, одељци који покривају потисак-према-односима обртног момента, обрнуту ефикасност, потпорне јединице и завртње{2}}извијања осовине.
Потребна вам је техничка потврда за вертикалну осу кугличног вијка?
ДЛИ може да вам помогне да проверите пречник завртња, провод, аксијално оптерећење, брзину и распоред крајњег{0}}подршка за вашу апликацију.
ВхатсАпп: +86 166 0578 8856 Е-пошта: dlyexport2@dlybearing.com
