Zespoły śruby kulowej Przekształć ruch obrotowy w ruch liniowy.
Są one powszechnie używane do prowadzenia, wsparcia, pozycji i precyzyjnego przenoszenia komponentów i produktów w różnych aplikacjach automatycznych.
Aby zapewnić dokładność, powtarzalność i żywotność maszyny, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów, konieczne jest wybranie odpowiedniej śruby kulowej.
W tym artykule podsumowuje dziewięć czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze zespołu śruby kulowej:
1.Określ wymagania dotyczące obciążenia i prędkości.
Chociaż możesz ostatecznie zmodyfikować specyfikacje obciążenia lub prędkości w oparciu o rozważania dostępnych opcji komponentów, są one zawsze zależne od aplikacji.
2. Określ oczekiwaną długość życia aplikacji
Oczekiwaną długość życia należy określić na podstawie profilu operacyjnego (ile godzin dziennie, dni w tygodniu i tygodnie rocznie działa śruba kulowa) i całkowite wymagania życiowe śruby kulowej.
W przypadku bardziej złożonych aplikacji możesz również wybrać skonstruowanie pełnego profilu ruchu. Każdy segment profilu ruchu wymaga prędkości początkowej, prędkości końcowej, czasu pracy i momentu obrotowego w tym segmencie.
Wszystkie orzechy kulkowe, których krzywe przechodzą lub przekraczają punkty wykreślone, mają zastosowanie do tego przykładu.
Obowiązująca oczekiwana długość życia pokazana na tym rysunku nie może przekraczać maksymalnej pojemności statycznej obciążenia podaną w tabeli ratingów dla poszczególnych zespołów nakrętek kulowych.
3. Określ wymagania dotyczące dokładności
Dokładność ołowiu jest najczęściej stosowaną miarą dla dokładności śruby kulowej.
Prowadzenie śruby kulowej odnosi się do odległości, w której nakrętka przesuwa się wzdłuż osi śruby dla każdego pełnego obrotu śruby.
Dokładność ołowiu mierzy się jako dopuszczalna zmiana podróży (pozycja rzeczywistej w porównaniu z pozycją teoretyczną) na stopę (śruby kulkowe imperialne) lub na 300 mm (śruby kulkowe).
Śruby kulowe są dostępne w dwóch poziomach tolerancji: transport (stopnia t) i pozycjonowanie (klasy P.)
Ugraniczenie t jest niższym stopniem, zwykle z dokładnością ± 50 µm/300 mm lub wyższą. Projektanci używają go przede wszystkim do aplikacji, które wymagają po prostu przetłumaczenia obciążenia z jednego punktu na drugi.
Gdy aplikacje wymagają bezwzględnej pozycji obciążenia w każdym punkcie jego podróży bez użycia zewnętrznych elementów sprzężenia zwrotnego, często określana jest wyższa ocena P, zwykle oferująca dokładność ± 23 µm/300 mm lub niższą.
4. Określ wymagania dotyczące powtarzalności
Powtarzalność mierzy zdolność systemu do powrotu do określonej pozycji podczas pracy.
Czynnikiem wpływającym na powtarzalność jest swobodna gra między nakrętką a śrubą, zwaną „luzem”, którą można zmierzyć osiowo lub promieniowo.
Reakcja śruby kulowej jest w dużej mierze zależna od średnicy łożysk kulowych.
Aby zmierzyć osiowy luz, upewnij się, że śruba jest stacjonarna, a następnie naciśnij i pociągnij nakrętkę kulową osiowo, mierząc jej ruch za pomocą wskaźnika tarczy.
Alternatywnie, umieść wskaźnik pokrętła na nakrętce kulowej w systemie, posuw go o 1 cal, a następnie zwróć go do pierwotnej pozycji. Odchylenie od zera jest luzem.
Powtarzalność jest ilościową miarą tego odchylenia, a śruby kulowe znane są z niskiego luzu i doskonałej powtarzalności.
Nakrętki wstępne mogą kontrolować luz.
Podczas stosowania obciążenia wstępnego prowadzącego prowadzenie jest przesunięte w nakrętce kulowej, aby zapewnić precyzyjną siłę obciążenia wstępnego.
Ten rodzaj ładunku wstępnego jest często stosowany w aplikacjach wymagających zarówno powtarzalności, jak i wysokiej sztywności.
Regulowane obciążenie wstępne z podwójnym nagrodą wykorzystuje sprężynę kompresyjną do osiowego obciążenia dwóch nakrętek kulowych do siebie. Jest zwykle stosowany w pozycjonowaniu aplikacji, w których powtarzalność ma kluczowe znaczenie.
Bez obciążenia wstępnego występuje gra osiowa między śrubą a nakrętką, zwykle 0,002 do 0,008 cala (0,06 do 0,2 mm), w zależności od wielkości.
Obciążenie wstępne nie jest zwykle stosowane w aplikacjach transportowych ani pionowych. Niepośrednio załadowane orzechy kulkowe mają wewnętrzną grę między komponentami, co oznacza luz.
Z drugiej strony, wstępnie załadowane nakrętki kulkowe nie mają zabawy osiowej, eliminując luz i zwiększając sztywność.
Obciążenie wstępne zwiększa również moment obrotowy wymagany do obrócenia śruby, zmierzonej jako procent ładunku wstępnego do pojemności dynamicznej.
Nakrętka kulowa o dynamicznej pojemności 1500 funtów i ocen wstępnego obciążenia wynoszącym 10% ma wewnętrzne obciążenie wstępne 150 funtów.
Precyzyjne gwintowane śruby kulowe są zwykle używane bez obciążenia wstępnego. Podczas gdy wstępnie załadowane śruby kulowe mogą poprawić powtarzalność, eliminując luz, nie narażają one na kompromis.
Niektóre precyzyjne śruby są dostępne z opcjonalnymi wstępnie załadowanymi nakrętkami kulowymi.
Ze względu na złożoność i dodatkową obróbkę, montaż, weryfikację i pomiar, koszty te są wyższe niż nakrętki bez zaliczenia.
Zespoły śrub kulkowych można wstępnie załadować za pomocą podwójnej nakrętki lub konfiguracji pojedynczej nakrętki.
Istnieją trzy główne rodzaje obciążenia wstępnego:
Pojedyncza nakrętka z dużymi kulkami (kontakt 4-punktowy), pojedynczą nakrętką z pominiętym ołem (kontakt 2-punktowy) i podwójna nakrętka (kontakt 2-punktowy).
To, czy śruba jest obrócona, czy uziemienia, wpływa również na powtarzalność.
Wołane śruby kulowe ze standardowym obciążeniem wstępnym są dostępne z obciążeniami statycznymi do 400 kN i obciążeniami dynamicznymi do 130 kN, długości do 8 m, średnic do 80 mm i gatunkami dokładności do P3.
Większe rozmiary i wyższe precyzyjne zastosowania zazwyczaj wymagają wałków śrubowych lub uziemionych.
5. Oceń problemy rosnące
Montaż elastyczność znacząco wpływa na dostępne opcje śruby kulowej.
Konfiguracja podpory końcowych i odległość podróży określi ograniczenia obciążenia i prędkości śruby kulowej.
Opcje montażu śruby kulowej obejmują obsługiwane i stałe.
Obsługiwane końce zabezpieczają śrubę kulową w jednym punkcie centralnym i nie podlegają momentom zginającym.
Obsługiwane końce są ogólnie łatwiejsze do wyrównania i instalacji niż stałe końce, a zatem zwykle oferują niższe koszty instalacji.
Stałe końce odporne na obciążenia momentu zginające, ponieważ zwykle są one oparte na dwóch łożyskach rozmieszczonych wystarczająco od siebie, aby utrzymać śrubę kulową prostopadłą do płaszczyzny obrotowego łożyska.
Stałe końce oferują wyższą siłę kolumny i wyższe prędkości krytyczne.
Rysunek 5 ilustruje cztery opcje montażu. Komponenty można naprawić na obu końcach, ustalone tylko na jednym końcu, obsługiwane na drugim, obsługiwane na obu końcach lub ustalone na jednym końcu, a drugi koniec wolny.
Komponenty powinny być również odpowiednio dostosowane do systemu napędowego, nośnikami łożysk i ładowaniem dla optymalnej wydajności i żywotności.
Orientacja geometryczna jest kolejnym krytycznym czynnikiem montażowym.
Obciążenia poziome są równe ciężarowi ładunku pomnożonego przez współczynnik tarcia.
Obciążenia pionowe są równe ciężarowi. Wymagania dotyczące pozycji określa, który stopień śruby kulowej jest odpowiedni do zastosowania.
6. Ustal, czy nakrętka kulowa powinna być używana w trybie napięcia lub kompresji.
Obciążenia napięcia rozciągają śrubę osiowo, powodując wydłużenie jej i potencjalnie pękają.
Obciążenia kompresyjne nakładają ciśnienie osiowe do śruby i mogą powodować ją zginanie.
Śruba kulowa napięcia może wytrzymać obciążenie do pojemności znamionowej nakrętki, więc przy użyciu nakrętki kulowej w trybie napięcia po prostu sprawdź pojemność znamionową nakrętki.
Śruba kulowa działa najlepiej, gdy jest poddawana tylko obciążeniom osiowym.
Śruba musi wytrzymać obciążenie osiowe równe i przeciwne do obciążenia nakładanego na nakrętkę kulową przez moment obrotowy silnika.
7. Rozważ wibracje i harmoniczne
Ograniczająca prędkość śruby kulowej jest zazwyczaj jej tendencją do wibracji w oparciu o jej naturalną częstotliwość.
Krytyczna prędkość to prędkość, z jaką rezonuje śruba kulowa.
Krytyczna prędkość śruby zależy od średnicy korzenia śruby, nieobsługiwanej długości i konstrukcji podporowej.
Na przykład 100-calowa śruba kulowa o 1-calowej średnicy korzeni, po ustalonej na obu końcach, ma naturalną częstotliwość około 18 Hz.
Jeśli oba końce są podparte, a nie ustalone, częstotliwość naturalna tej samej śruby kulowej zmniejsza się do około 8 Hz.
Jeśli częstotliwość obrotowa śruby odpowiada jej częstotliwości naturalnej, nawet niewielka nierównowaga w śrubie może powodować rezonans.
Nadmierne zginanie i kłanianie może spowodować awarię śruby.
Jeśli obliczenia obciążenia, żywotności i prędkości potwierdzają, że wybrany zespół śruby kulowej spełnia lub przekracza wymagania projektowe, przejdź do następnego kroku.
Jeśli nie, większa śruba średnicy zwiększy pojemność obciążenia i prędkość znamionową.
Mniejszy ołów zmniejszy prędkość liniową, a większy ołów go zwiększy.
8. Przeglądaj inne możliwości projektowe
Inne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze śruby kulowej, obejmują system powrotu piłki, interfejs aplikacji, kompatybilność środowiskowa oraz skale pomiaru imperialnego vs. metrycznego.
Wybór systemu powrotu piłki może wpływać na koszty, instalację, hałas i inne czynniki specyficzne dla aplikacji, w zależności od aplikacji.
Typowe typy zwrotów obejmują:
• Zewnętrzne rurki powrotne, powszechnie stosowane ze śrubami cesarskimi, są opłacalne i łatwe w instalacji, utrzymywaniu i naprawie.
• Wewnętrzne systemy powrotu przycisków, powszechnie używane ze śrubami o niskiej wiodących, są kompaktowe, nie mają zewnętrznych wypukłości promieniowych i są mniej złożone w instalacji. Wytwarzają również mniej hałasu i wibracji niż zewnętrzne systemy powrotu.
• Wewnętrzne systemy powrotu przycisków, powszechnie używane z czteropunktowym kontaktem, pojedynczym nakrętką i wstępnie załadowanymi zespołami.
• Wewnętrzne systemy powrotu ogranicznika końcowego, powszechnie stosowane ze śrubami o wysokiej wiodących, są kompaktowe, nie mają zewnętrznych wysiłków promieniowych i są mniej złożone w instalacji. Wytwarzają również mniej hałasu i wibracji niż zewnętrzne systemy powrotu.
W typowym interfejsie aplikacji kołnierz nakrętki kulowej łączy nakrętkę kulową z obciążeniem. Gwintowane i cylindryczne orzechy kulkowe są powszechną alternatywą, ale istnieje wiele innych opcji.
Większość konfiguracji jest dostępna z obsługą łożysk i niestandardową obróbką końcową w celu spełnienia wymagań interfejsu aplikacji.
Przydatność środowiska to kolejny czynnik wpływający na wybór śrub kulkowych.
Niektóre jednostki oferują standardowe zestawy wycieraczek w celu ochrony komponentów przed zanieczyszczeniem i zapewniają smarowanie.
Istnieje wiele opcji materiałów i powłok, które mogą wytrzymać różne warunki środowiskowe.
Wybór między calową lub metryczną skalą może zależeć od aplikacji, więc dokonanie tego wyboru zbyt wcześnie może znacznie ograniczyć opcje.
Na przykład, jeśli od samego początku zdecydujesz się użyć skali calowej, nie będziesz w stanie zaspokoić dużych potrzeb, ponieważ skale calowe są odpowiednie tylko do aplikacji klasy transportowej.
Ponieważ jednak w aplikacjach, które wymagają jedynie dokładności klasy transportowej, może być używane o dużej precyzyjnej skali skali w skali metrycznej, może być ważisz zalety i wady każdej skali.
Jeśli są to twoje opcje, lepszym wyborem może być śruba kulowa w skali calowej, ponieważ może użyć zewnętrznego systemu powrotu kulki w celu rozpowszechnienia łożysk kulowych. Podczas gdy zewnętrzne systemy recyrkulacji są zwykle głośniejsze, szorstsze i zajmują więcej miejsca niż wewnętrzne systemy recyrkulacji, są one tańsze do produkcji i mogą używać większej liczby łożysk kulowych, zwiększając ich pojemność lub długość życia, w zależności od aplikacji lub preferencji użytkownika.
9. Zrozum wymagania dotyczące obsługi i konserwacji
Przed odpowiednią instalacją należy ostrożnie obsługiwać śruby kulowe.
Szok łożyska piłki może powodować wcięcia lub pękanie ras łożyskowych, niszcząc wyścigi łożyskowe.
Wysokie obciążenia lub zginanie śruby mogą spowodować zgięcie śruby.
Utrzymuj dobrze zapakowane, dobrze luźne i przechowywane w czystym, suchym miejscu, ponieważ zanieczyszczenia i zanieczyszczenia mogą zatykać ślady recyrkulacyjne, a wysoka wilgotność lub deszcz mogą powodować korozję.
Właściwe smarowanie ma kluczowe znaczenie dla wydajności i żywotności śrub kulkowych. Smary zachowują przewagę w niskim zakresie zespołów śrub kulkowych w innych technologiach kontroli ruchu, minimalizując opór toczenia między piłkami i bieżni i przesuwane tarcie między sąsiednimi piłkami.
Smary są często uważane za coś oczywistego, ale wybór odpowiedniego smaru do konkretnego zastosowania może zapewnić właściwe działanie śruby piłkarskiej przez cały okres oczekiwanego życia.
Smar można spryskiwać bezpośrednio do obszaru, w którym potrzebne jest smarowanie w kontrolowanym prędkości przepływu, a gdy smar przepływa przez nakrętkę kulową, usuwa zanieczyszczenia.
Smar zapewnia również efekt chłodzenia. Z drugiej strony, ponieważ olej może również zanieczyścić płyn procesowy, do prawidłowego napełniania wymagane są pompa i układ pomiarowy.
Smar jest tańszy niż olej, wymaga rzadszego stosowania i nie zanieczyszcza płynu procesowego.
Z drugiej strony tłuszcz jest trudny do zatrzymania w nakrętce kulowej i ma tendencję do gromadzenia się na końcach podróży nakrętki kulowej, gdzie mogą gromadzić się resztki i cząstek zużycia.
Niezgodność między starym tłuszrem a smarem smacznym może również powodować problemy, dlatego kluczowe są staranne kontrole kompatybilności. Smar obciążenia pomaga przedłużyć żywotność komponentów, ale całkowita ocena obciążenia się nie zmienia.
Hałas jest również czynnikiem do rozważenia. Większe śruby kulowe wykorzystują większe łożyska kulkowe i dlatego są z natury głośniejsze. Zewnętrzne systemy powrotu są również z natury głośniejsze niż wewnętrzne systemy powrotu.
Użycie kulki myjki może zmniejszyć hałas z nakrętką kulową, ale zmniejsza to pojemność obciążenia.
Prawidłowe wybór i stosowanie tłuszczu może również zmniejszyć ogólny poziom hałasu. Minimalizacja lub nawet eliminowanie luzu może również zmniejszyć szum komponentów.
Zespoły konserwacyjne powinny regularnie sprawdzać śruby piłkarskie, aby uniknąć przestojów i zmaksymalizować żywotność usług.
Przeprowadzenie następujących inspekcji pomoże zidentyfikować wskaźniki awarii:
Sprawdź fragmenty metali, które mogą spowodować uszkodzenie, które mogą być oznakami złamania kulki lub zużycia składników.
• Zmierz prześwity, aby zweryfikować zużycie komponentów.
• Sprawdź bieżni pod kątem zużycia, odciągania, wgłębień i zanieczyszczenia.
• Sprawdź, czy śruba jest smarowana i wolna od zanieczyszczenia i korozji.
• Sprawdź, czy wszystkie połączenia są ciasne i wolne od wibracji.
• Sprawdź system napędowy, aby upewnić się, że moment obrotowy napędu jest stały, a śruba kulowa działa płynnie i cicho.
• Poziom hałasu powinien być taki sam jak pierwszego dnia działania.
Nakrętka kulkowa powinna poruszać się płynnie i regularnie. Każda zmiana poziomu hałasu lub „odczuwania” wskazuje na uszkodzenia wewnętrzne.
Wniosek:
Śruby kulowe stanowią doskonałą metodę przekształcania ruchu obrotowego na ruch liniowy w wielu zastosowaniach, w tym wymagających wysokich obciążeń i bliskich tolerancji. Aby wybrać odpowiedni typ śruby kulowej dla określonej aplikacji, inżynierowie projektowania muszą wziąć pod uwagę zalety i wydajność każdego typu. Wybór odpowiedniej technologii może zmniejszyć złożoność projektu, poprawić wydajność i obniżyć całkowity koszt montażu.
Jeśli jesteś gotowy do zoptymalizowania maszyny za pomocą idealnego zespołu śruby kulowej, skontaktuj się z nami już dziś! Nasz zespół ekspertów jest tutaj, aby pomóc Ci wybrać odpowiednie rozwiązanie na podstawie twoich konkretnych potrzeb. Nie pozwól, aby precyzja, powtarzalność lub wydajność stały się wyzwaniem, które nas poprowadzili przez każdy etap procesu selekcji. Skontaktuj się z teraz i zacznij ulepszać swoją działalność dzięki wysokiej jakości, niezawodnymi zespołami śrub kulkowych!
E -mail: export@dlybearing.com
Numer telefonu:
+8618957070963
+86-578-2959520
1. Określ wymagania dotyczące obciążenia i prędkości.
2. Określ oczekiwany okres użytkowania aplikacji.
3. Określ wymagania dokładności.
4. Określ wymagania powtarzalności.
5. Oceń problemy instalacyjne.
6. Ustal, czy nakrętka kulowa powinna być używana w napięciu lub kompresji.
7. Rozważ wibracje i harmoniczne.
