Sistem zategnutih kugličnih vijaka primjenjuje izračunatu početnu zateznu silu na osovinu vijka kroz svoj ležajni ležaj. Sistem bez zatezanja ugrađuje vijak bez ovog namjernog aksijalnog rastezanja i obično dozvoljava toplinsko širenje prema plivajućem ili poduprtom kraju.
Prednapon osovine može poboljšati aksijalnu krutost i dinamičku stabilnost u dugim, brzim ili preciznim osovinama strojeva, ali također povećava opterećenje ležaja, osjetljivost ugradnje i zahtjeve termičkog dizajna. Ne treba ga miješati s prednaprezanjem kuglične matice, koja kontrolira razmak između kuglica, matice i vijka.
Šta znači zatezanje kugličnog vijka
U zategnutoj osi sa kugličnim vijkom, osovina vijka je normalno ograničena fiksnim grupama ležajeva na oba kraja. Tokom montaže, jedna grupa ležajeva se pomera ili podešava da istegne vijak za izračunatu količinu pre završne operacije zaključavanja.
Rezultirajuća zatezna sila ostaje u osovini vijka nakon ugradnje. Ova početna sila može povećati otpornost sistema na aksijalnu deformaciju i pomoći u održavanju stabilnije rotirajuće osovine, pod uslovom da su vijak, ležajevi, kućišta i struktura mašine dizajnirani za dodatno opterećenje.
Nezategnuti kuglični vijak se postavlja bez namjernog aksijalnog rastezanja. Uobičajeni raspored koristi jedan fiksni kraj za aksijalno lociranje šrafa i jedan plutajući ili poduprt kraj da ga radijalno podupire dok dozvoljava aksijalno termalno pomicanje.
Poređenje prednapetih i nenapetih kugličnih vijaka
| Poređenje | Prednapeti kuglični vijak | Nenategnuti kuglični vijak |
|---|---|---|
| Početno stanje osovine | Osovina vijka je namjerno rastegnuta za izračunatu količinu | Ne primjenjuje se namjerno aksijalno istezanje |
| Tipičan aranžman podrške | Fiksno-fiksni raspored ležajeva | Često fiksno – plutajuće ili fiksno – oslonjeno |
| Aksijalna krutost | Općenito više kada je kompletan sistem ležajeva i kućišta pravilno dizajniran | Općenito niže, ali dovoljno za mnoge konvencionalne strojne osovine |
| Termičko ponašanje | Toplotno širenje mijenja početnu vlačnu silu i mora se izračunati | Plutajući kraj omogućava aksijalno širenje, iako izduženje vijka još uvijek može utjecati na položaj |
| Dinamička stabilnost | Može poboljšati stabilnost dugih ili brzih rotirajućih vijaka | Pogodno za umjerenu brzinu i konvencionalne dužine vijaka |
| Nosivost | Nosivi ležajevi kontinuirano nose početnu silu zatezanja | Nema dodatnog opterećenja ležaja zbog namjernog zatezanja vratila |
| Instalacija | Zahtijeva precizno poravnanje, kontrolirano proširenje i ispravno zaključavanje | Jednostavnija instalacija uz veću termičku slobodu |
| Tipična primjena | Duge, brze, visoke krutosti ili precizne osovine za uvlačenje | Opća oprema za CNC, automatizaciju i pozicioniranje |
Kako prednapon osovine utiče na performanse kugličnog vijka
Aksijalna krutost
Aksijalno opterećena osovina zavrtnja rasteže se ili sabija pod radnom silom. Početna napetost može pomoći u smanjenju efekta tlačnog opterećenja i poboljšanju aksijalne krutosti ispravno dizajniranog fiksno-fiksnog sistema.
Konačna krutost ne zavisi samo od vijka. Mora se uzeti u obzir krutost ležaja, predopterećenje ležaja, krutost kućišta ležaja, dimenzije na kraju vratila, montaža matice i struktura mašine.
Kritična brzina i vibracije
Dugačak rotirajući kuglični vijak može vibrirati kako se njegova brzina približava kritičnoj brzini sistema. Jače ograničavanje kraja i kontrolisana napetost osovine mogu poboljšati dinamičku stabilnost, ali prednapon ne uklanja svako ograničenje brzine.
Prečnik korena, dužina bez podupirača, raspored nosača, ravnost, poravnanje ugradnje, brzina cirkulacije kuglice, brzina ležaja i podmazivanje moraju se još uvek proveriti pre izbora maksimalne radne brzine.
Thermal Expansion
Kada temperatura vijka poraste, njegovo slobodno termičko izduženje može se procijeniti tokom početnog dizajna na sljedeći način:
Gdje je ΔL promjena dužine, α je koeficijent toplinskog širenja materijala, L je efektivna dužina vijka, a ΔT je promjena temperature.
U fiksno-plutajućem rasporedu, vijak se može proširiti prema plivajućem kraju, ali njegov efektivni vod i položaj u odnosu na fiksnu referencu i dalje se mijenjaju kako vijak postaje duži.
U prethodno zategnutom fiksno-fiksnom rasporedu, zagrijavanje mijenja izvornu vlačnu silu. Ako su početno zatezanje i očekivani porast temperature pravilno usklađeni, raspored može pomoći u kontroli termičkog ponašanja vijka. Ako proračun ili instalacija nisu tačni, ležajevi i osovina mogu doživjeti pretjeranu ili nestabilnu unutrašnju silu.
Za detaljan termički proračun, pogledajteProračun termičke ekspanzije i kompenzacija kugličnog vijka.
Toplina i vijek trajanja
Veće unutrašnje opterećenje nije uvijek bolje. Prekomjerno zatezanje osovine ili prednaprezanje ležaja može povećati obrtni moment, trenje ležaja, stvaranje topline i opterećenje od zamora. Dizajn bi trebao koristiti samo silu potrebnu za postizanje ciljeva krutosti, brzine i termičkih performansi.
Zatezanje osovine zavrtnja nije predopterećenje kuglične matice
Termini se ponekad koriste naizmjenično u općim opisima, ali se odnose na različite dijelove sistema kugličnih vijaka.
| Podešavanje | Gdje se primjenjuje | Glavna svrha |
|---|---|---|
| Zatezanje osovine vijka | Duž vijčane osovine kroz sistem krajnjeg nosača | Poboljšajte krutost sistema i kontrolišite dinamičko ili termičko ponašanje dugog zavrtnja |
| Predopterećenje kuglične matice | Između kuglica i puteva za vijke/matice | Smanjite aksijalni zazor i povećajte krutost matice |
| Predopterećenje nosivih ležajeva | Unutar grupe ugaonih ležajeva sa fiksnom stranom | Smanjite zazor ležaja i povećajte krutost potpore |
Mašina može koristiti prednapregnutu kugličnu maticu bez primjene prednaprezanja osovine. Također može koristiti zategnutu vijčanu osovinu dok i dalje zahtijeva da se predopterećenje kuglične matice i predopterećenje potpornog ležaja specificiraju zasebno.
Kada koristiti prethodno zategnute ili ne-zategnute kuglične vijke
Razmislite o prethodno zategnutom sistemu kada:
- Vijak je relativno dugačak i okreće se velikom brzinom.
- Visoka aksijalna krutost je važna za mašinski proces.
- Os je osjetljiva na vibracije ili dinamičku nestabilnost.
- Očekivana temperatura vijka i termičko izduženje mogu se izračunati.
- Mašina ima tačno poravnata kućišta fiksnih ležajeva na oba kraja.
- Nosivi ležajevi mogu podnijeti izračunata početna i radna opterećenja.
- Instalacija i održavanje mogu pratiti kontroliranu proceduru zatezanja.
Razmislite o nenapetom sistemu kada:
- Dužina zavrtnja i radna brzina su umereni.
- Fiksno-plutajući raspored pruža dovoljnu krutost.
- Jednostavna instalacija i termička sloboda su prioriteti.
- Aplikacija ne opravdava dodatne zahtjeve za ležajeve i kućište.
- Termička greška je prihvatljiva ili se rješava putem kompenzacije ili eksterne povratne informacije.
- Oprema koristi standardne BK/BF, FK/FF ili EK/EF aranžmane podrške.
Prije nego što odaberete bilo koji sistem, navedite promjer vijka, vod, ukupnu i nepodržanu dužinu, brzinu rotacije, aksijalno opterećenje, orijentaciju montaže, zahtjeve za preciznošću, očekivanu promjenu temperature i predloženi raspored ležaja.
Za poređenje fiksnih – fiksnih, fiksnih – plutajućih i fiksnih – slobodnih metoda potpore, pogledajteRaspored ležajeva za podršku kugličnim vijkom.
DLY zalihe valjane i brušenekuglični vijcisa obradom na kraju osovine i odgovarajućim opcijama potporne jedinice. Pošaljite model vijka, dužinu, brzinu, opterećenje, zahtjeve za tačnost, radnu temperaturu i instalacijski crtež na potvrdu.
Email: export@dlybearing.com
