Повратни погон са кугличним завртњем се дешава када спољна аксијална сила гура матицу или завртањ и узрокује ротацију система вијака. Уместо да мотор претвара ротационо кретање у линеарно кретање, оптерећење претвара линеарно кретање назад у ротацију.
Ово понашање је посебно важно код вертикалних осе, опреме за подизање и механизама изложених спољашњем притиску. Ако се напајање искључи, а одговарајући уређај за држање није доступан, терет се може померити надоле и заротирати куглични вијак, мотор и компоненте преноса.
Пошто куглични вијак користи контакт са котрљајућим и има релативно мало трење, обично га не треба третирати као само{0}}компоненту. Практично инжењерско питање стога није само да ли је вожња уназад могућа, већ и да ли је обртни момент који ствара оптерећење већи од отпора и расположивог обртног момента комплетног погонског система.
Шта узрокује повратну вожњу?
Током нормалног рада, обртни момент мотора ротира завртањ и производи аксијално померање. Током вожње уназад, смер преноса енергије је обрнут. Аксијална сила делује кроз контактни пут лопте и ствара обртни момент на осовини завртња.
У хоризонталној машини, ова аксијална сила може доћи од опруге, процесне силе, притиска или спољашњег удара. У вертикалној оси, гравитација непрекидно примењује аксијалну силу кроз покретну масу. Када се уклони обртни момент или кочница, ова сила може изазвати ротацију завртња.
Формула обртног момента назад
Приближни обртни момент који се ствара на осовини кугличног завртња спољним аксијалним оптерећењем може се израчунати на следећи начин:
- Tb= обртни момент генерисан повратном вожњом, у Н·м
- F= аксијална сила која делује на куглични вијак, у Н
- L= вод кугличног завртња, у мм/обр
- ηb= процењена повратна-ефикасност вожње
- 2π= конверзија између једног обртаја и угаоног кретања
- 1000= конверзија из милиметара у метре
Ефикасност{0}}покретања уназад није аутоматски идентична ефикасности вожње напред. Зависи од дизајна кугличног вијка, преднапрезања, подмазивања, заптивки, услова уградње и радног стања. За коначан избор кочионог или безбедносног-система, користите проверене податке о производу и узмите у обзир отпор комплетног мењача уместо да се ослањате само на претпостављену вредност ефикасности.
Пример израчунавања
Размотрите куглични вијак изложен аксијалном оптерећењу од 1000 Н. Вод завртња је 10 мм, а процењена ефикасност повратног{4}}завртања од 0,80 се користи за почетни инжењерски прорачун.
Дате вредности:
- F = 1,000 N
- Л=10 мм/обр
- ηb = 0.80
Tb = 1,000 × 10 × 0.80 ÷ (2π × 1000)
Tb ≈ 1.27 N·m
У овом примеру, аксијално оптерећење може да генерише приближно 1,27 Н·м на осовини вијка пре него што се узму у обзир други губици система. Ова вредност није аутоматски коначна спецификација кочнице. Избор кочнице такође мора узети у обзир варијацију оптерећења, убрзање, преносни однос, локацију кочнице, дозвољени зауставни пут, хабање, температуру, оријентацију монтаже и потребну сигурносну маргину.
Како проценити{0}}ризик вожње
Поједностављено прелиминарно поређење може се изразити као:
| Поређење | Вероватан резултат | Потребна радња |
|---|---|---|
| Оптерећење{0}}генерисани обртни момент премашује отпор система | Оса може да вози уназад | Обезбедите контролисано задржавање или кочење |
| Обртни момент задржавања је само мало изнад израчунатог обртног момента{0}}повратног погона | Мале промене могу изазвати кретање | Прегледајте сигурносну маргину и најгоре{0}}оптерећење |
| Верификовани кочиони момент премашује пројектовани захтев | Кочница може држати осу како је пројектовано | Потврдите реакцију кочнице, хабање и понашање квара |
Отпор система може да обухвата обртни момент са кугличним завртњем, отпор заптивке, трење потпорних лежајева, отпор мењача и обртни момент у вези са мотором-. Међутим, ове вредности се могу променити са подмазивањем, температуром, хабањем и стањем монтаже. Из тог разлога, измерено трење не би требало да замени уређај за држање позитивног дејства где би неконтролисано кретање могло да створи опасност.
Фактори који повећавају вожњу уназад
Веће аксијално оптерећење
Повратни{0}}момент се повећава директно пропорционално аксијалној сили. У вертикалном систему, прорачун треба да укључи покретну масу и друге силе које делују у правцу оптерећења. Динамичка оптерећења, процесне силе и неочекивани удари могу бити већи од нормалног статичког оптерећења.
Већи куглични вијак
Већи вод производи већи обртни момент осовине од истог аксијалног оптерећења. На пример, ако оптерећење и ефикасност остану непромењени, промена са кабла од 5 мм на кабл од 10 мм приближно удвостручује израчунати обртни момент повратног{3}}момента.
Избор електроде и даље мора да узме у обзир брзину, обртни момент мотора и захтеве за позиционирање. Мањи провод може смањити обртни момент који се ствара повратном вожњом, али га не треба третирати као независну сигурносну браву.
Ниска механичка отпорност
Ефикасно подмазивање, заптивке са малим{0}}отпором и правилно поравнати лежајеви смањују обртни момент потребан за померање склопа. Ово су пожељне радне карактеристике, али такође значе да ће можда бити потребна мања аксијална сила да би се завртањ завртио.
Губитак обртног момента мотора
Мотор са погоном може да се одупре кретању оптерећења током нормалног рада. Током нестанка струје, заустављања у нужди, аларма погона или грешке кабла, овај активни момент задржавања може нестати. Дизајн машине мора дефинисати шта се дешава са оптерећењем под сваким од ових услова.
Начини контроле вожње уназад
Мотор Браке
Серво или корачни мотор опремљен{0}}кочницом се обично користи за држање стационарне вертикалне осе. Кочница је генерално намењена за задржавање, а не за поновљено динамичко заустављање, осим ако није посебно оцењена за ту дужност. Обртни момент кочнице треба проверити на стварном вратилу где је кочница инсталирана.
Мецханицал Лоцк
Механичка брава, сигурносна матица, стезаљка или игла за закључавање могу обезбедити независну функцију држања. Ово може бити неопходно тамо где би особље могло да уђе у опасну област или где би испуштени терет проузроковао озбиљна оштећења опреме.
Противтежа
Противтег, гасна опруга, пнеуматски цилиндар или други механизам за балансирање могу смањити нето аксијалну силу која делује на куглични вијак. Смањење ефективног оптерећења такође смањује обртни момент којем систем држања мора да се одупре.
Трансмиссион Редуцтион
Каиш или мењач мењају обртни момент и брзину које види мотор{0}}бочна кочница. Када се користи механизам за смањење, израчунајте обртни момент на осовини кочнице и укључите ефикасност преноса. Немојте упоређивати обртни момент завртња-задњег вратила-момента директно са{5}}моментом кочнице без узимања у обзир преносног односа.
Мање олово
Избор мањег кабла смањује израчунати обртни момент{0}}за исто аксијално оптерећење. Међутим, такође мења потребну брзину завртња, обртни момент мотора и линеарни ход по обртају. Олово стога треба изабрати као део комплетног дизајна кретања, а не као замену за кочницу.
Зашто предоптерећење није сигурносна кочница
Повећање преднапрезања матице повећава унутрашњи отпор и може смањити тенденцију померања под малом спољном силом. Међутим, предоптерећење такође повећава обртни момент, температуру и осетљивост на грешке у поравнању. Његове главне сврхе су контрола зазора и аксијална крутост, а не безбедно-држање оптерећења.
Предоптерећење и стање мазива могу се променити током сервиса. Вертикална оса која остаје непомична током иницијалног теста може да почне да се помера након -уходавања, подмазивања или хабања. Стратегија задржавања би стога требало да се заснива на верификованој кочници или механичком сигурносном уређају, а не на неизвесном унутрашњем трењу.
Информације потребне за проверу назад{0}}Диск
Пре израчунавања повратног{0}}момента или избора система задржавања, потврдите следеће податке:
- Максимално аксијално оптерећење, укључујући покретну масу и процесну силу
- Пречник кугличног вијка и олово
- Вертикални, коси или хоризонтални правац монтаже
- Структура покретног завртња или покретне матице
- Директан погон, каиш или однос мењача
- Обртни момент мотора и кочнице
- Потребно понашање при заустављању и задржавању током губитка струје
- Потреба за противтежом или независном механичком бравом
За шире објашњење понашања оптерећења у усправном механизму, погледајтепомоћу кугличног вијка за држање вертикалног оптерећења. Такође можете прегледати однос између контакта и радне брзинеизбор брзог{0}}вртача.
Закључак
Повратни погон са кугличним завртњем је обрнута конверзија аксијалног кретања у ротацију завртња. Његова вероватноћа и озбиљност зависе углавном од аксијалне силе, проводника завртња, ефикасности-покретања уназад и отпора комплетног погонског система.
Израчунавање обртног момента{0}}генерисаног оптерећења представља корисну почетну тачку, али не довршава процену безбедности. Вертикалне и безбедносне{2}}критичне осе треба да обухватају правилно одабран уређај за држање и треба да буду процењене под условима максималног оптерећења,{3}}губитка снаге и{4}}квара компоненти.
ДЛИ испоручује ваљани Ц7 и млевени Ц5куглични завртњиса различитим пречникима, водовима, структурама навртки и опцијама машинске обраде{0}}врата. Пре избора треба потврдити смер оптерећења, брзину, вођство, тачност и држање.
