У многим системима аутоматизације, серво мотор може директно да покреће куглични вијак без употребе мењача. То је зато што проводник са кугличним завртњем већ претвара-брзину ротацију мотора у ниже-брзине, велике-линеарно кретање.
Међутим, то не значи да се мењач никада не користи са кугличним вијком. У осовинама великог{1}}оптерећења, вертикалним системима за подизање, сигурносним-критичним механизмима или апликацијама са великим неусклађеношћу инерције, мењач, кочница или друга структура за држање се и даље могу узети у обзир. Тачан избор зависи од обртног момента мотора, проводника кугличног вијка, потребне брзине, оптерећења, правца уградње и безбедносних захтева.
Брзи одговор:
Већини система кугличних вијака није потребан мењач. Мењач се узима у обзир само када директни моторни погон не може да задовољи захтеве за{1}}усклађивање обртног момента, безбедности, брзине или инерције.
1. Зашто већини кугличних вијака није потребан мењач
Куглични вијак није само компонента преноса. То је већ механизам ротационе{1}}у-линеарне конверзије. Вода завртња дефинише колики је линеарни ход произведен једним пуним окретањем завртња.
На пример, ако куглични вијак има вод од 10 мм, навртка се помера за 10 мм када се завртањ окрене за један обрт. Ако мотор ради на 3000 о/мин, теоретска линеарна брзина је:
Формула линеарне брзине:
Линеарна брзина=проводник к брзина мотора
10 мм/обр. × 3000 о/мин=30000 мм/мин=30 м/мин
То значи да куглични вијак већ претвара брзу ротацију мотора у контролисано линеарно кретање. Мање вођство производи мању брзину и већи потисак. Већи вод производи већу брзину, али захтева већи обртни момент мотора за исти потисак.
За многе хоризонталне осе за позиционирање, машине за паковање, помоћне ЦНЦ осе, линеарне модуле и системе аутоматизације, довољан је избор исправног кугличног вијка и серво мотора. Додавање мењача често повећава трошкове и сложеност без побољшања резултата.
2. Вод, брзина и потисак кугличног завртња
Многи инжењери прво помисле на олово као на параметар брзине. У ствари, олово такође утиче на потисак и обртни момент мотора. Мања електрода делује као јача механичка редукција, док је већа електрода боља за брзину.
| Куглични вијак | Линеарна брзина | Тхруст Абилити | Типична употреба |
|---|---|---|---|
| Мали траг | Нижа линеарна брзина | Већи потисак за исти обртни момент мотора | Осовине за подизање, велико оптерећење, фино увлачење, прецизно подешавање |
| Средње олово | Балансирана брзина | Балансирани потисак | Општа аутоматизација, ЦНЦ осе, машине за паковање |
| Велико олово | Већа линеарна брзина | Захтева већи обртни момент мотора за исти потисак | Осе за брзи пренос, дуг{0}}покрет,-брзо позиционирање |
Корисна формула за израчунавање обртног момента је:
Потребна формула обртног момента:
Т=Ф × олово / (2π × η)
Т=потребан обртни момент завртња, Ф=потребан потисак, провод=завојни вод, η=ефикасност преноса.
3. Зашто ремени и зупчани погони обично требају мењач
Погони ремена, ланца и зупчаника природно не пружају исту врсту ротационог-у-линеарну редукцију као куглични вијак. Ако мотор директно покреће систем каиша, линеарна брзина може бити превисока, а расположиви обртни момент можда неће бити довољан за оптерећење.
У системима преноса каиша или зупчаника, мењач се обично користи за:
- Смањите брзину мотора на употребљиву излазну брзину
- Повећајте излазни обртни момент
- Побољшајте усклађивање инерције између мотора и оптерећења
- Побољшајте стабилност{0}}контроле мале брзине
- Заштитите мотор од преоптерећења у одређеним применама
4. Проблеми узроковани додавањем мењача на куглични вијак
Технички је могуће додати мењач између мотора и кугличног вијка. Међутим, ако су обртни момент и брзина мотора већ одговарајући, мењач може створити више проблема него користи.
| Могући проблем | Утицај на систем кугличних вијака |
|---|---|
| Бацкласх | Може смањити тачност позиционирања и поновљивост |
| Торзиона еластичност | Може смањити динамичку реакцију и утицати на стабилност контроле |
| Додатна инерција | Може успорити убрзање и смањити одзив серво уређаја |
| Више компоненти | Повећава грешке при монтажи и тачке одржавања |
| Већа структура | Захтева више простора за инсталацију и сложенији дизајн подршке |
| Виша цена | Можда не пружа довољно практичне користи за нормалну осовину кугличног вијка |
5. Када је мењач потребан за куглични вијак?
Иако већини секира са кугличним завртњем није потребан мењач, постоје неки посебни случајеви у којима може бити од користи.
| Стање | Потребан мењач? | Разлог |
|---|---|---|
| Хоризонтална средња{0}}оса оптерећења | Обично не | Често су довољни одговарајући серво мотор и куглични вијак |
| Високо оптерећење са врло малим оловом | Можда | Потребан обртни момент мотора може да премаши могућност директног{0}}погона |
| Вертикална З оса | Можда | Сигурност држања током губитка струје мора бити процењена |
| Велика неусклађеност инерције | Можда | Редуктор може помоћи у побољшању усклађивања инерције у неким системима |
| Ограничена величина мотора | Можда | Мењач може повећати расположиви излазни обртни момент када простор ограничава избор мотора |
| Брза{0}}оса позиционирања | Обично не | Мењач може смањити динамичку реакцију и повећати инерцију |
6. Безбедност вертикалне осе: мењач није једино решење
За вертикалне осе, главно питање није само обртни момент. Сигурност током губитка струје је такође важна. Мењач може помоћи у повећању обртног момента, али га не треба третирати као једини сигурносни уређај.
У зависности од дизајна машине, инжењери такође могу размотрити:
- Кочница серво мотора
- Механичка кочница
- Структура противтеже
- Сигурносна матица или механички граничник
- Дизајн држача{0}}искључен
- Одговарајући избор кугличног вијка и обртног момента мотора
7. Пример избора стварног мотора: није потребан мењач
Размотрите типичну хоризонталну осу позиционирања:
| Учитај | 30 кг |
| Линеарна брзина | 300 мм/с |
| Убрзање | 0.5 g |
| Мождани удар | 800 мм |
| Тачност позиционирања | ±0,02 мм |
| Куглични вијак | Ø20 мм, олово 10 мм |
| Ефикасност преноса | 0.9 |
Корак 1: Процените потребан потисак. За ову хоризонталну примену, након разматрања убрзања и практичне маргине, потребан потисак је око 250 Н.
Корак 2: Израчунајте потребан обртни момент на осовини завртња:
Т=250 × 0,01 / (2π × 0,9) ≈ 0,44 Нм
Серво мотор од 400 В са номиналним обртним моментом изнад 1 Нм има довољну маргину обртног момента за ову примену.
Корак 3: Проверите захтев за брзину. Оловном кугличном завртњу од 10 мм потребно је око 1800 обртаја у минути да би достигао 300 мм/с:
300 мм/с ÷ 10 мм/обр.=30 о/с=1800 о/мин
Ово је унутар опсега радне брзине многих серво система. У овом примеру, директни погон је практичан и није потребан мењач.
8. Мењач или директни погон? Табела брзих одлука
| Питање | Ако да | Смер избора |
|---|---|---|
| Да ли је обртни момент мотора довољан? | Да | Обично се преферира директни погон |
| Да ли проводник завртња одговара потребној брзини? | Да | Обично није потребан мењач |
| Да ли је оса вертикална или безбедносно{0}}критична? | Да | Проверите кочницу, механизам за задржавање или мењач ако је потребно |
| Да ли је оптерећење веома велико, а олово веома мало? | Да | Израчунајте маргину обртног момента пре него што одлучите |
| Да ли ће мењач смањити перформансе позиционирања? | Да | Избегавајте мењач ако је могућ директни погон |
9. Које информације купци треба да пруже?
Да бисте одлучили да ли је осовини кугличног вијка потребан мењач, прво треба потврдити следеће информације:
- Тежина оптерећења
- Хоризонтални или вертикални правац монтаже
- Потребна линеарна брзина
- Захтев за убрзање
- Дужина хода
- Пречник кугличног вијка и олово
- Потребна тачност позиционирања
- Снага серво мотора и номинални обртни момент
- Радни циклус и радно време
- Безбедносни захтев за губитак струје или вертикално држање
10. Повезана подршка за избор кугличних вијака
У већини случајева, одабир исправног проводника кугличног завртња, обртног момента мотора, потпорне јединице и спојнице је важнији од додавања мењача. Добро-усклађен систем кугличних вијака може да смањи трошкове, уштеди простор и побољша динамичку реакцију.
Повезане опције ДЛИ производа:
- Балл Сцревза ЦНЦ машине, системе за аутоматизацију и линеарне модуле
- СФУ куглични вијакза стандардне примене линеарног кретања
- Куглични вијак са великим оптерећењемза већи потисак и теже осовине машина
- Носач кугличних вијакаукључујући јединице за подршку БК/БФ, ФК/ФФ и ЕК/ЕФ
- Спојницаза везу мотора и кугличног вијка
Закључак
Већини система са кугличним завртњем није потребан мењач јер проводник већ претвара ротацију мотора у контролисану линеарну брзину и употребљив потисак. За многе осе аутоматизације, правилно одабран серво мотор и куглични вијак могу обезбедити довољан обртни момент, брзину и перформансе позиционирања без додатног смањења.
Мењач треба узети у обзир само када директни погон не може да испуни обртни момент, вертикалну безбедност, усклађеност инерције или посебне захтеве за инсталацију. У другим случајевима, додавање мењача може повећати зазор, цену, величину и инерцију док истовремено смањује динамичку реакцију.
Најбоље решење је да израчунате потребан потисак, обртни момент мотора, брзину завртња и сигурносну маргину пре него што одлучите да ли је мењач неопходан.
Потребна вам је помоћ при одабиру комбинације кугличног вијка и мотора?
Молимо вас да поделите своје оптерећење, брзину, ход, вод кугличног вијка, правац уградње, захтеве за тачност и информације о мотору. ДЛИ може да вам помогне да проверите да ли вашој осовини кугличног завртња треба директан погон, ослонац мењача или другачији избор завртња.
Емаил: export@dlybearing.com
