Jak obliczyć skok śruby kulowej

Skok śruby kulowej to odległość liniowa, na jaką przemieszcza się nakrętka, gdy wał śruby obraca się o jeden pełny obrót. Kiedy inżynierowie obliczają skok śruby kulowej, zwykle próbują dopasować wymaganą prędkość przesuwu, prędkość silnika, rozdzielczość pozycjonowania, siłę ciągu i stan obciążenia układu ruchu liniowego.

Wybór słusznościśruba kulowalead to nie tylko proste obliczenie ze wzoru. Większy skok może pomóc w szybszym ruchu osi przy tej samej prędkości śruby, podczas gdy mniejszy skok może zapewnić lepszą rozdzielczość pozycjonowania i większą przewagę mechaniczną w zakresie ciągu.

W tym przewodniku wyjaśniono, jak obliczyć skok śruby kulowej na podstawie prędkości docelowej i prędkości obrotowej śruby, jak skok wpływa na prędkość, rozdzielczość i ciąg oraz jak wybrać praktyczną wartość skoku zgodnie z momentem obrotowym silnika, prędkością krytyczną, metodą podparcia i standardowymi specyfikacjami śrub kulowych.

Co to jest ołów śruby kulowej?

Skok śruby kulowej mierzony jest w milimetrach na obrót. Informuje, jak daleko przemieszcza się nakrętka kulkowa podczas jednego pełnego obrotu wału śruby. Na przykład, jeśli śruba kulowa ma skok 10 mm, nakrętka przesuwa się o 10 mm, gdy śruba obraca się o jeden pełny obrót.

Skok jest jednym z najważniejszych parametrów przy wyborze śruby kulowej, ponieważ ma bezpośredni wpływ na prędkość liniową, rozdzielczość pozycjonowania, wymagany moment obrotowy, siłę ciągu i reakcję systemu.

Skok śruby kulowej a skok

Ołów jest często mylony z smołą. W przypadku wielu standardowych-śrub kulowych o pojedynczym rozruchu skok i skok są takie same. Jednak w przypadku śrub-z wieloma rozruchami skok i skok są różne.

Wzór obliczeniowy skoku śruby kulowej

Do obliczenia skoku śruby kulowej potrzebna jest docelowa prędkość liniowa i rzeczywista prędkość obrotowa śruby. Jeśli silnik jest podłączony bezpośrednio do śruby, prędkość obrotowa silnika i prędkość obrotowa śruby mogą być takie same. Jeśli używany jest reduktor, koło pasowe, skrzynia biegów lub inne przełożenie, należy najpierw obliczyć rzeczywistą prędkość obrotową śruby.

Kluczową kwestią jest spójność jednostek. Jeśli prędkość jest podana w mm/s, pomnóż ją przez 60, aby przeliczyć ją na mm/min. Jeśli prędkość jest już podana w mm/min, nie należy ponownie mnożyć przez 60.

Przykład: Oblicz prowadzenie na podstawie docelowej prędkości i obrotów

Załóżmy, że oś maszyny wymaga prędkości przesuwu 600 mm/s, a śruba może pracować z prędkością 3000 obr./min.

Oznacza to, że teoretyczny skok wymagany do osiągnięcia 600 mm/s przy 3000 obr./min wynosi 12 mm. W przypadku prawdziwej selekcji nie należy automatycznie zwiększać przewagi o ustalony procent. Zamiast tego wybierz najbliższy dostępny standardowy przewód i sprawdź, czy moment obrotowy silnika, przyspieszenie, rozdzielczość pozycjonowania i prędkość krytyczna są nadal akceptowalne.

Jeśli 12 mm nie jest standardową dostępną opcją dla wybranej średnicy lub serii śrub, praktycznym wyborem może być 10 mm, 16 mm lub inny standardowy skok, w zależności od wymagań maszyny.

Jak ołów wpływa na prędkość, rozdzielczość i ciąg

Skok śruby kulowej wpływa jednocześnie na kilka kluczowych czynników wydajności. Duży skok pomaga osiągnąć wyższą prędkość liniową przy niższych obrotach, ale zmniejsza również przewagę mechaniczną. Mały skok poprawia rozdzielczość i ciąg, ale śruba musi obracać się szybciej, aby osiągnąć tę samą prędkość liniową.

Kontrola momentu obrotowego i ciągu po obliczeniu skoku

Po obliczeniu wyprzedzenia należy sprawdzić, czy silnik jest w stanie zapewnić wystarczający moment obrotowy dla wymaganego ciągu. Mniejszy skok zapewnia lepszą przewagę mechaniczną, podczas gdy większy skok wymaga większego momentu obrotowego, aby wygenerować ten sam nacisk osiowy.

Jeżeli moment obrotowy mierzony jest w N·m, a ołów w mm, należy uwzględnić przeliczenie jednostek:

Ta formuła jest odniesieniem inżynierskim. Rzeczywista wydajność ciągu zależy również od krzywej momentu obrotowego silnika, przyspieszenia, wydajności śruby, napięcia wstępnego, podparcia łożyska, smarowania, montażu pionowego lub poziomego oraz współczynnika bezpieczeństwa.

Wybierając większy skok dla dużych prędkości, zawsze sprawdź, czy silnik nadal ma wystarczający moment obrotowy podczas przyspieszania i pod obciążeniem.

Kontrola prędkości krytycznej i obrotów śruby

Na prędkość krytyczną śruby kulowej wpływa głównie średnica śruby, długość samonośna, sposób podparcia końca i prędkość obrotowa. Ołów nie określa bezpośrednio prędkości krytycznej, ale wpływa na prędkość obrotową śruby wymaganą do osiągnięcia docelowej prędkości liniowej.

Dla danej prędkości docelowej większy skok umożliwia śrubie obracanie się przy niższych obrotach. Mniejszy skok może wymagać wyższych obrotów, aby osiągnąć tę samą prędkość, co może sprawić, że sprawdzanie prędkości krytycznej będzie ważniejsze w przypadku osi o długim-skoku.

Przed potwierdzeniem ostatecznego tropu sprawdź:

• Średnica śruby i długość całkowita.
• Niepodparta długość pomiędzy podporami łożyskowymi.
• Konfiguracja z końcem stałym i obsługiwanym końcem.
• Obroty śruby roboczej przy maksymalnej prędkości.
• Margines bezpieczeństwa poniżej prędkości krytycznej.

W przypadku systemów o-szybkich i{1}}długich skokach wybór przewodu należy zawsze sprawdzać łącznie z prędkością krytyczną, wyborem jednostki pomocniczej i wydajnością silnika.

5-etapowy proces doboru śruby kulowej

Praktyczne obliczenie skoku śruby kulowej nie powinno kończyć się na jednym wzorze. Obliczoną wartość należy sprawdzić w odniesieniu do układu pełnego ruchu.

Wybór przewodów do różnych zastosowań

Różne maszyny wymagają różnych kierunków prowadzenia. Poniższa tabela zawiera praktyczne odniesienia do typowych warunków stosowania.

Rozważania dotyczące standardowych i niestandardowych potencjalnych klientów

W realnych zakupach obliczony lead należy dopasować do dostępnych standardowych produktów. Typowe przewody mogą obejmować przewody o średnicach 4 mm, 5 mm, 10 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 32 mm lub większe, w zależności od średnicy i serii śrub.

Standardowe przewody są zwykle łatwiejsze do zakupu, skracają czas dostawy i upraszczają przyszłą wymianę. W przypadku specjalnych prędkości lub warunków ruchu mogą być wymagane niestandardowe projekty przewodów, ale należy je potwierdzić wraz ze średnicą, rodzajem nakrętki, obróbką końcową, stopniem dokładności, jednostkami podporowymi i czasem realizacji produkcji.

W przypadku projektów OEM lepiej jest potwierdzić skok, średnicę, długość śruby, obróbkę końcową, strukturę nakrętki i rozmieszczenie jednostek wsporczych przed sfinalizowaniem projektu maszyny.

Wybór potencjalnego klienta to decyzja-na poziomie systemu

Wybór niewłaściwego skoku śruby kulowej może skutkować przeciążeniem silników, niedokładnym pozycjonowaniem, niewystarczającym ciągiem, wibracjami, hałasem lub wczesną awarią podzespołów. Dlatego też wybór przewodu należy oceniać razem z całym projektem osi.

Podejmując niezawodną decyzję dotyczącą pociągu śruby kulowej, należy wziąć pod uwagę:

• Docelowa prędkość jazdy i przyspieszenie.
• Krzywa prędkości i momentu obrotowego silnika.
• Masa ładunku i kierunek montażu.
• Wymagana rozdzielczość i powtarzalność pozycjonowania.
• Średnica, długość i sposób podparcia śruby kulowej.
• Prędkość krytyczna i dopuszczalne obroty ślimaka.
• Typ nakrętki, napięcie wstępne, smarowanie i środowisko pracy.

W wielu przypadkach najlepszy lead nie jest ani najmniejszą, ani największą opcją. To prowadzenie zapewnia najlepszą równowagę między szybkością, precyzją, siłą ciągu, wydajnością silnika i-długoterminową niezawodnością.

Wniosek

Obliczanie skoku śruby kulowej rozpoczyna się od prostego wzoru na prędkość, ale ostateczny wybór wymaga sprawdzenia-poziomu systemu. Teoretyczny skok należy sprawdzić pod kątem momentu obrotowego silnika, rozdzielczości pozycjonowania, wymaganego ciągu, prędkości krytycznej śruby, metody podparcia i standardowej dostępności produktu.

Mały przewód zapewnia lepszą rozdzielczość i siłę ciągu, podczas gdy większy przewód zapewnia wyższą prędkość przesuwu przy niższych obrotach śruby. Najlepszy wybór zależy od równowagi pomiędzy szybkością, precyzją, obciążeniem i niezawodnością. Jeśli nie masz pewności, który przewód jest odpowiedni, firma DLY może pomóc sprawdzić skok śruby kulowej, średnicę, stopień dokładności, typ nakrętki i konfigurację wspornika w oparciu o wymagania Twojej maszyny.