Kako odabrati pravu rotirajuću kugličnu maticu za kretanje dugog hoda

Da odaberete pravurotirajuća kuglična matica, prvo potvrdite da mašina zaista ima koristi od strukture fiksnog vijka i rotirajuće matice. Zatim provjerite dužinu putovanja, vršno aksijalno opterećenje, linearnu brzinu, ubrzanje, promjer vijka i vod, potrebno predopterećenje, jedinicu s navrtkom, pogonski priključak, podmazivanje i raspoloživi prostor za montažu.

Rotirajuću kugličnu maticu ne treba odabrati kao izoliranu zamjensku maticu. Obično radi kao dio sklopa koji uključuje odgovarajuću osovinu zavrtnja, rotirajuću maticu, ležajeve, kućište, remenicu ili pogonsku vezu i pokretni nosač.

Rotirajuća kuglična matica se obično bira zajedno sa svojim kućištem, ležajevima, pogonskim priključkom i odgovarajućim fiksnim navojnim vratilom.

Prvo odlučite da li je potrebna rotirajuća kuglična matica

U konvencionalnom sistemu kugličnih vijaka, osovina vijka se rotira dok se matica kreće linearno. U sistemu rotirajućih navrtki, vijak ostaje fiksiran dok se matica rotira i kreće duž osovine.

Raspored rotirajućih matica je najkorisniji kada:

• Potreban hod je dug;
• Potrebna linearna brzina bi natjerala dugi vijak da se rotira blizu svoje kritične brzine;
• Vibriranje ili vibracije ograničavaju konvencionalni dizajn;
• Mašini su potrebne dvije ili više matica sa neovisnim pogonom na jednom fiksnom vijku;
• Raspored opreme je bolje prilagođen pogonu koji je montiran na pokretnoj kolici.

Za kratak ili umjeren hod pri običnoj brzini, konvencionalni rotirajući vijak može biti jednostavniji, lakši i ekonomičniji. Strukturu rotirajućih matica treba odabrati zato što rješava stvarne probleme brzine, hoda ili rasporeda stroja - ne samo zato što se čini naprednijim.

1. Definirajte putovanje, brzinu i ubrzanje

Počnite sa stvarnim kretanjem mašine:

• Potrebno efektivno putovanje;
• Maksimalna linearna brzina;
• Ubrzanje i usporavanje;
• Ciklus pozicioniranja i ciklus rada;
• Maksimalno vrijeme rada pri velikoj brzini;
• Usporavanje u slučaju nužde.

Potrebna brzina rotacije matice određena je linearnom brzinom i vodovima vijka:

Na primjer, mašina koja zahtijeva 20.000 mm/min sa vodom od 10 mm treba teoretsku brzinu matice od 2.000 o/min. Uz vod od 20 mm, ista linearna brzina zahtijeva 1000 o/min.

Veći vod smanjuje potrebnu brzinu rotacije, ali također mijenja obrtni moment, mehaničku rezoluciju, raspoloživi raspon modela i kontrolne karakteristike. Vodu stoga treba odabrati zajedno sa motorom, opterećenjem i zahtjevima za pozicioniranje.

2. Izračunajte vršno aksijalno opterećenje

Rotirajuće kuglične matice prvenstveno se biraju za aksijalno opterećenje. Izračun bi trebao uključivati ​​kompletan radni ciklus, a ne samo težinu pokretnog stola.

U zavisnosti od orijentacije mašine, vršno opterećenje može uključivati:

• Sila potrebna za pomeranje kočije;
• Sila ubrzanja i usporavanja;
• Gravitacija na okomitoj ili nagnutoj osi;
• Procesna sila koja se prenosi kroz pokretnu strukturu;
• Trenje od brtvi, vodilica i drugih komponenti;
• Zaustavljanje u slučaju nužde i nenormalna vršna opterećenja.

Usporedite izračunato opterećenje s osnovnim dinamičkim opterećenjem i osnovnim statičkim opterećenjem odabranog sklopa. Dinamička ocjena se koristi za procjenu vijeka trajanja zamora, dok se statička ocjena odnosi na trajnu deformaciju pod uvjetima maksimalnog opterećenja.

Kuglični vijak ne bi trebao nositi težinu nosača kao radijalno opterećenje. Linearne vodilice ili drugi odgovarajući sistem vodilica moraju podržavati radijalne sile i momente prevrtanja.

3. Odaberite prečnik zavrtnja i provod zajedno

Prečnik vijka utiče na aksijalnu krutost, otpornost na izvijanje, prostor za ugradnju i dostupnu strukturu matice. Olovo utiče na linearno kretanje po obrtaju, potrebnu brzinu rotacije i pogonski moment.

Za dugi fiksirani vijak, odabir još uvijek treba provjeriti:

• Kompresijsko izvijanje kada vijak nosi tlačno aksijalno opterećenje;
• Aksijalno proširenje pod vlačnim opterećenjem;
• Vijčani oslonac i raspored zatezanja;
• Toplotno širenje po cijeloj dužini;
• Pravost tokom proizvodnje, transporta i ugradnje;
• Da li odabrana matica odgovara stazi zavrtnja, prečniku i vodi.

Dizajn rotirajućih matica izbjegava ograničenje kritične brzine uzrokovano rotacijom dugačke osovine zavrtnja, ali ne eliminiše izvijanje, aksijalnu deformaciju ili zahtjeve za ravnomjernost instalacije.

4. Odredite točnost, zazor i prednaprezanje

Stepen tačnosti, aksijalni zazor i prednaprezanje opisuju različite karakteristike i treba ih posebno specificirati.

Prekomjerno prednaprezanje ne bi trebalo koristiti kao zamjena za tačnu instalaciju. Može povećati obrtni moment, opterećenje ležaja, stvaranje topline i potražnju za podmazivanjem.

5. Provjerite jedinicu ležaja rotirajuće matice

Za rotirajuću maticu potrebni su ležajevi koji precizno podupiru maticu dok se okreće unutar kućišta. Odabir treba potvrditi:

• Maksimalna brzina rotacije matice;
• Aksijalne i radijalne reakcije ležaja;
• Raspored ležajeva i prednaprezanje;
• Krutost kućišta i tačnost montaže;
• Dozvoljeno isticanje rotirajućeg sklopa;
• Metoda podmazivanja i pristup podmazivanju;
• Struktura brtve i zaštita od kontaminacije.

Kuglastu maticu, potporne ležajeve i kućište treba tretirati kao jednu usklađenu rotirajuću jedinicu. Odabir zavrtnja i matice uz zanemarivanje jedinice ležaja može dovesti do prekomjernog otpuštanja, topline ili vibracija čak i kada je sam kuglični vijak odgovarajuće veličine.

6. Potvrdite vezu motora i pogona

Rotirajuća matica može se pokretati kroz razvodnu remenicu, remen ili drugu vezu odabranu prema strukturi stroja. provjerite:

• Potreban obrtni moment motora i maksimalna brzina;
• Omjer remenice i kapacitet remena;
• Radijalno opterećenje primijenjeno na rotirajuće ležajeve matice zatezanjem remena;
• Koncentričnost i ravnoteža remenice;
• Dostupan prostor za montažu na pokretnoj kolici;
• Provođenje kabela za motor koji se kreće s kolicima;
• Pristup za podešavanje i održavanje remena.

Prekomjerna napetost remena može dovesti do dodatnog radijalnog opterećenja ležajeva nosača matica. Remen bi trebao prenositi obrtni moment, a da se ne koristi za prisilno postavljanje neusklađene remenice.

7. Procijenite radno okruženje

Prašina, metalne strugotine, vlaga, rashladna tečnost i ostaci hemikalija mogu ući u maticu, oštetiti staze ili kontaminirati mazivo. Za dugi fiksirani vijak, veliki dio staze može ostati izložen tokom putovanja.

U zavisnosti od okruženja, sistemu će možda biti potrebno:

• Zaptivke matica pogodne za očekivanu kontaminaciju;
• Mjeh, teleskopski poklopac ili kompletno kućište;
• Lubrikant prilagođen brzini, opterećenju i temperaturi;
• Pristupačne tačke podmazivanja;
• Interval održavanja zasnovan na stvarnoj kontaminaciji;
• Zaštita od korozije tokom skladištenja i gašenja.

Za prašnjave aplikacije pročitajteRotirajuće kuglične matice u prašnjavim okruženjima.

8. Provjerite zahtjeve za više navrtki i sinhronizaciju

Jedna od prednosti fiksnog vijka je da se dvije ili više rotirajućih matica mogu ugraditi na istu osovinu. Međutim, ovaj aranžman zahtijeva dodatnu potvrdu.

Navedite:

• Broj rotirajućih matica;
• Da li svaka matica ima nezavisni motor;
• Minimalna dozvoljena udaljenost između pokretnih jedinica;
• Strategija prevencije sudara i navođenja;
• Position-feedback aranžman;
• Da li se jedinice moraju kretati nezavisno ili sinhrono.

Mehanički dizajn i sistem upravljanja moraju spriječiti da se dvije matice sudaraju ili primjenjuju suprotne aksijalne sile na istu osovinu zavrtnja.

Informacije koje treba poslati prije odabira

Za odabir sklopa rotirajuće kuglične matice, osigurajte:

1. Potreban efektivni hod i ukupna dužina vijka;
2. Maksimalna linearna brzina i ubrzanje;
3. Pokretna masa i vršno aksijalno opterećenje;
4. Horizontalni, vertikalni ili kosi smjer montaže;
5. Preferirani prečnik zavrtnja i provod, ako je već definisan;
6. Zahtjevi za tačnost, ponovljivost i zazor;
7. Radni ciklus i uslovi zaustavljanja u nuždi;
8. Motor, remenica i pogon;
9. Dostupan prostor za montažu matične jedinice;
10. Radno okruženje i način podmazivanja;
11. Broj rotirajućih matica na svakom vijku;
12. Mašinski crtež ili dijagram instalacije.

Za dostupne DLY konfiguracije i informacije o strukturi, pregledajteSet kugličnih vijaka rotacionog tipa.

Za detaljno objašnjenje unutrašnjeg opterećenja, pogledajteŠta je prednaprezanje rotirajuće kuglične matice?.

Finalni izbor odgovora

Desna rotirajuća kuglična matica se ne bira samo na osnovu prečnika ili nosivosti. Prvo potvrdite da je arhitektura sa fiksnim vijkom i rotirajućom maticom neophodna za traženi hod, brzinu ili raspored više nosača. Zatim uskladite prečnik zavrtnja, vod, vršno aksijalno opterećenje, tačnost, predopterećenje, jedinicu ležaja, pogonsku vezu, podmazivanje i montažne dimenzije.

Za opremu sa dugim hodom i velikom brzinom, rotirajuća matica može smanjiti kritičnu brzinu i probleme sa mućenjem povezanim s dugim rotirajućim zavrtnjem. Međutim, i dalje je potrebna ispravna analiza izvijanja, ravna instalacija, odgovarajući potporni ležajevi i dobro dizajnirana pokretna pogonska jedinica.

← Povratak na DLY blog