Kako odabrati kuglični vijak za rad velike{0}}brzine

Odabirom akuglični vijak za{0}}rad velike brzinenije samo pitanje izbora modela sa oznakom "velika brzina". Potrebna linearna brzina se prvo mora pretvoriti u brzinu rotacije vijka, nakon čega treba provjeriti kritičnu brzinu, vrijednost DN, dužinu osovine, raspored nosača i termičke uvjete.

Vijak može imati dovoljnu nosivost, ali i dalje biti neprikladan za brzu osu jer se njegova brzina rotacije približava rezonanciji osovine ili premašuje dozvoljenu brzinu cirkulacijskog sistema kuglice. Suprotno tome, pravilno odabrankuglični vijak velike brzinemože osigurati brzo putovanje uz održavanje stabilnog kretanja, prihvatljive temperature i kontrolirane buke.

Sljedeće provjere objašnjavaju kako odrediti da li je kuglični vijak pogodan za-brze CNC sjekire, mašine za pakovanje, opremu za automatizaciju, sisteme za lasersku obradu i druge aplikacije za brzo-pozicioniranje.

Počnite s linearnom brzinom

Specifikacije mašine obično navode potrebnu linearnu brzinu kretanja, dok se ograničenja kugličnih vijaka često izražavaju kao brzina rotacije. Ove vrijednosti su povezane vijčanim kablom:

v	Linearna brzina, normalno izražena u mm/min
L	Vodenje kugličnog vijka u mm/okr
n	Brzina rotacije vijka u o/min

Na primjer, mašini koja zahtijeva 30.000 mm/min linearnog hoda bi trebao vodeći vijak od 10 mm da bi se rotirao pri 3.000 o/min. Vodeći vijak od 20 mm bi proizveo istu linearnu brzinu pri 1500 o/min.

Veći vod može smanjiti broj okretaja potreban za brzo putovanje, ali nije automatski najbolji izbor. Olovo također utiče na rezoluciju napajanja, potreban obrtni moment motora, odziv na ubrzanje i mogućnost povratne{1}} vožnje. Stoga se mora procijeniti kompletna os, a ne birati olovo samo iz brzine.

Provjerite kritičnu brzinu

Kritična brzina kugličnog vijka povezana je sa prirodnom frekvencijom rotirajuće osovine vijka. Kako se brzina rotacije približava ovoj frekvenciji, osovina može početi da vibrira ili biče. Prekomjerne vibracije mogu uzrokovati buku, nestabilno pozicioniranje, oštećenje ležaja i prijevremeni kvar.

Na kritičnu brzinu uglavnom utiču promjer korijena vijka, nepodržana dužina i krajnji{0}}raspored nosača. Duža i tanja osovina općenito ima nižu kritičnu brzinu, dok je veći promjer korijena i čvršći raspored nosača mogu povećati.

Dozvoljena radna brzina treba da se zasniva na proizvođačevoj kalkulaciji ili kataloškoj vrednosti, uključujući preporučenu sigurnosnu marginu. Često korišteno pravilo preliminarnog dizajna je održavanje normalne radne brzine ispod približno 80% izračunate kritične brzine, ali konačno ograničenje mora slijediti podatke za odabranu konfiguraciju vijaka i nosača.

Provjerite DN vrijednost

Kritična brzina se odnosi na rezonanciju osovine. Vrijednost DN, ponekad napisana kao Dm-N u zavisnosti od definicije proizvođača, odnosi se na brzinu cirkulacijskog sistema matice i kuglice.

Referentni prečnik može biti nominalni prečnik zavrtnja ili prečnik kruga nagiba{0}} kuglice, u zavisnosti od kataloške konvencije. Ista definicija se stoga mora koristiti kada se uporedi izračunata vrijednost sa dozvoljenom DN oznakom proizvođača.

Ako se vijak od 25 mm okreće pri 4000 o/min, njegova nominalna vrijednost-DN promjera je:

Ovaj rezultat mora biti ispod dozvoljene DN vrijednosti odabranog kugličnog vijka. Povećanje promjera vijka ne rješava problem ograničenja DN-na istom broju okretaja, jer DN raste s promjerom. Ako je izračunata vrijednost previsoka, moguće mjere uključuju smanjenje broja okretaja u minuti kroz veći provod, odabir matice s višom nominalnom vrijednošću DN ili korištenje drugog pogona.

Pažljivo odaberite elektrodu

Visoki olovni kuglični vijak pomiče se na veću udaljenost tokom svakog okretaja, omogućavajući postizanje potrebne linearne brzine pri nižim okretajima vijka. Ovo može pomoći da os ostane ispod svoje kritične-ograničenja brzine i dozvoljene vrijednosti DN.

Međutim, velika prednost i velika brzina opisuju različite karakteristike. "Visoka brzina" se odnosi na hod po obrtaju, dok se "velika brzina" odnosi na sposobnost vijčanog sklopa da pouzdano radi pri potrebnim RPM i linearnoj brzini. Visoki-glavni vijak nije nužno prikladan za-brzi servis osim ako njegov cirkulacijski sistem, potporni ležajevi, prednaprezanje i podmazivanje također nisu ocijenjeni za radne uslove.

Kontrolirajte predopterećenje i zagrijavanje

Predopterećenje može poboljšati aksijalnu krutost i smanjiti zazor, ali pretjerano prednaprezanje povećava unutrašnju kontaktnu silu, moment trenja i stvaranje topline. Ovo postaje posebno važno tokom kontinuirane-brzine rotacije i čestih ubrzanja ili usporavanja.

Za-os pozicioniranja velike brzine obično je potrebno dovoljno prednaprezanja da ispuni zahtjeve za krutost i{1}}tačnost preokreta bez stvaranja nepotrebnog povlačenja. Odgovarajuće prednaprezanje se ne može odabrati samo iz brzine; aksijalno opterećenje, tačnost pozicioniranja, ubrzanje i očekivanu radnu temperaturu također se moraju uzeti u obzir.

Toplotno širenje može promijeniti tačnost pozicioniranja i predopterećenje ležaja tokom dugih radnih ciklusa. Precizna oprema stoga može zahtijevati praćenje temperature, kontrolirano zagrijavanje-, kompenzaciju putem kontrolnog sistema ili fiksno-fiksnu podršku sa odgovarajućim dizajnom zatezanja.

Potvrdite recirkulaciju lopte

Pri velikoj brzini rotacije, svaka kugla više puta ulazi i napušta napunjenu stazu trkanja. Nagle promjene smjera lopte mogu stvoriti udar, vibracije i buku. Put cirkulacije dizajniran za glatki prijelaz kugle je stoga važna karakteristika-kugličnog vijka velike brzine.

Završna{0}}kapa, unutrašnji-deflektor i vanjski-povratni elementi mogu se koristiti u kugličnim vijcima, ali njihova brzina nije identična. Strukturu ne treba suditi samo po imenu. Potvrdite dozvoljenu DN vrijednost, maksimalni broj okretaja u minuti, karakteristike buke i zahtjeve za podmazivanjem za stvarni dizajn matice.

Podmazivanje i zaptivanje

Velika brzina povećava broj kotrljajućih kontakata u minuti i može povećati temperaturu maziva. Premalo maziva uzrokuje habanje i toplinu, dok prekomjerna masnoća može povećati otpornost na bušenje i radni moment.

• Koristite mazivo preporučeno za brzinu zavrtnja, opterećenje, temperaturu i radni ciklus.
• Nanesite navedenu količinu umjesto da maticu punite previše masti.
• Podesite intervale podmazivanja prema radnim satima i kontaminaciji okoline.
• Koristite zaptivke, mehove ili poklopce gde strugotine, prašina ili rashladna tečnost mogu ući u stazu trkanja.
• Razmislite o sistemu za podmazivanje uljem kada to zahtijeva kontinuirani rad velikom brzinom.

Konačna vrsta maziva i način snabdijevanja trebaju slijediti upute proizvođača kugličnih vijaka. Uljna magla ili cirkulirajuće ulje nisu automatski potrebni za svaku-primenu velikom brzinom.

Instalacija i podrška ležajevima

Čak i pravilno ocijenjeni kuglični vijak može se pregrijati ili vibrirati ako su osovina vijka, kućište matice i potporni ležajevi pogrešno poravnati. Prisilno poravnanje stvara dodatno radijalno opterećenje i neravnomjeran kontakt unutar matice.

Brza{0}}instalacija bi trebala uključivati:

• Precizno obrađene montažne površine i kontrolisano koaksijalno poravnanje;
• Ugaoni{0}}ugaoni kontaktni ležajevi sa dovoljnom brzinom, krutošću i mogućnošću predopterećenja;
• Spojnica prikladna za brzinu motora i očekivano neusklađenost;
• Pravilno zatezanje pričvrsnih dijelova kućišta ležaja i matice{0}};
• Ručno kretanje i probni rad pri maloj-brzini prije testiranja pune{1}}brzine.

Duga{0}}Velika brzina{1}}osi

Veća je vjerovatnoća da će duga osovina bez oslonca postići svoju kritičnu brzinu pri relativno niskom broju okretaja u minuti. Jednostavno povećanje provodnika može smanjiti brzinu rotacije, ali ovaj pristup i dalje mora zadovoljiti zahtjeve opterećenja, krutosti, pozicioniranja i motora.

Za posebno duge i brze osovine, dizajneri mogu razmotriti povećanje promjera osovine, poboljšanje rasporeda nosača ili korištenje konfiguracije rotirajuće-matice. U sistemu rotirajućih-navrtki, osovina vijka ostaje nepomična dok se matica rotira, čime se izbjegava kritično-ograničenje brzine povezano s dugom rotirajućom osovinom. Pogon navrtke, raspored ležajeva i sistem podmazivanja tada postaju glavna razmatranja dizajna.

Kontrolna lista za odabir velike-brzine

Zaključak

Odgovarajući kuglični vijak za rad velike{0}}brzine mora zadovoljiti dva odvojena ograničenja brzine: kritičnu brzinu osovine vijka i dozvoljenu vrijednost DN sistema za cirkulaciju kuglica. Donja dozvoljena vrijednost postaje praktična granica-brzine rotacije.

Veći vod može smanjiti broj okretaja u minuti potreban za postizanje ciljane linearne brzine, dok kruti raspored podrške može poboljšati sposobnost kritične{0}}brzine. Konačni odabir također mora uzeti u obzir opterećenje, predopterećenje, obrtni moment motora, podmazivanje, poravnanje, radni ciklus i stvaranje topline. Za širi pregled dostupnih struktura vijaka i specifikacija, pogledajteraspon kugličnih vijaka.

FAQ

Kako da izračunam broj okretaja potreban za kuglični vijak?Je li visoko{0}}metalni vijak uvijek prikladan za velike brzine?Koja je razlika između kritične brzine i DN vrijednosti?Koji je raspored potpore najbolji za{0}}kuglični vijak velike brzine?Koje informacije su potrebne za odabir{0}}kugličnog vijka velike brzine?

Reference

• THK, Dozvoljena brzina rotacije kugličnih vijaka.
• Steinmeyer, DN vrijednost u izboru kugličnih vijaka.