Główną różnicą między śrubą kulową z pojedynczą nakrętką a śrubą kulową z podwójną nakrętką nie jest tylko liczba korpusów nakrętki. W obu konstrukcjach zastosowano różne podejścia do kontroli luzu osiowego, napięcia wstępnego i sztywności, co wpływa na długość mocowania, moment napędowy, zachowanie pozycjonowania i koszt.
Śruba kulowa z pojedynczą nakrętką jest na ogół bardziej kompaktowa i ekonomiczna. Śruba kulowa z podwójną nakrętką zapewnia większą elastyczność przy stosowaniu napięcia wstępnego pomiędzy dwiema sekcjami nakrętki i jest powszechnie wybierana, gdy ważna jest sztywność osiowa i stabilna dokładność cofania. Jednak podwójna nakrętka nie jest automatycznie dokładniejsza, mocniejsza i trwalsza-w każdym zastosowaniu.
Właściwy wybór powinien opierać się na wymaganym luzie, sztywności osiowej, obciążeniu, prędkości, cyklu pracy i dostępnej przestrzeni montażowej, a nie na założeniu, że dwie nakrętki są zawsze lepsze niż jedna.
Śruba kulowa z pojedynczą nakrętką
Śruba kulowa z pojedynczą nakrętką wykorzystuje jeden korpus nakrętki zawierający jeden lub więcej obwodów cyrkulacji kulek. Jego krótsza długość całkowita sprawia, że nadaje się do maszyn o ograniczonej przestrzeni montażowej i do osi pozycjonowania ogólnego-zastosowania, gdzie nie jest wymagana ekstremalna sztywność osiowa.
Standardowa pojedyncza nakrętka może mieć określony luz osiowy, ale nie jest to prawdą w przypadku każdej pojedynczej konstrukcji nakrętki. Niektóre pojedyncze nakrętki można wstępnie naprężyć za pomocą dużych kulek,-przesuniętych rowków ołowianych lub innych wewnętrznych układów stykowych. Dlatego rzeczywisty luz należy potwierdzić na podstawie specyfikacji nakrętki, a nie wywnioskować z liczby nakrętek.
Typowe zalety:
- Krótsza długość nakrętki i bardziej zwarta instalacja
- Niższa waga i prostsza konstrukcja montażowa
- Ogólnie niższy koszt zakupu
- Nadaje się do wielu standardowych zastosowań w automatyce i posuwie CNC
- Dostępne w konfiguracjach z prześwitem, z małym-prześwitem lub z fabrycznie załadowanym, w zależności od projektu
DLY SFU to powszechnie stosowana seria pojedynczych nakrętek-kołnierzowych. Jego przydatność nadal zależy od wybranej średnicy, skoku, dokładności wykonania i wymaganego luzu osiowego.
Śruba kulowa z podwójną nakrętką
Śruba kulowa z podwójną nakrętką wykorzystuje dwie części nakrętki na tym samym wale śruby. Podkładka lub inna konstrukcja regulująca powoduje kontrolowane względne przemieszczenie osiowe pomiędzy dwiema nakrętkami. Powoduje to umieszczenie obszarów styku kulek w przeciwnych kierunkach i zmniejsza lub eliminuje mierzalny luz osiowy.
Napięcie wstępne zwiększa również sztywność osiową wokół położenia neutralnego. Może to poprawić stabilność ruchu, gdy oś zmienia kierunek lub doświadcza zmiennych sił osiowych. Kompromisami są: większa długość nakrętki, większe obciążenie wewnętrzne, większy moment rozruchowy i bardziej wymagająca kontrola montażu.
Typowe zalety:
- Kontrolowany luz osiowy dzięki podwójnemu-naprężeniu wstępnemu nakrętki
- Większa sztywność osiowa w porównaniu z nakrętką-porównywalnego luzu
- Bardziej stabilne zachowanie przy odwróceniu przy zmieniającym się obciążeniu osiowym
- Nadaje się do osi maszyn wrażliwych na ruch utracony i przemieszczenia sprężyste
DLY dostarcza śruby kulowe z podwójną nakrętką DFU i DFI. DFU wykorzystuje konfigurację kołnierza typu DIN-, podczas gdy DFI wykorzystuje konstrukcję podwójnej nakrętki z wewnętrznym-cyrkulacją, z innym kołnierzem i układem mocowania. Przed wymianą jednej serii na drugą należy sprawdzić kopertę nakrętki i rysunek montażowy.
Pojedyncza nakrętka kontra podwójna nakrętka
| Porównanie | Śruba kulowa z pojedynczą nakrętką | Śruba kulowa z podwójną nakrętką |
|---|---|---|
| Struktura | Jeden kompaktowy korpus nakrętki | Dwie części nakrętki ze strukturą-regulującą napięcie wstępne |
| Luz osiowy | Zależy od konstrukcji wewnętrznej i dopasowania piłki | Zwykle kontrolowane poprzez napięcie wstępne pomiędzy dwiema nakrętkami |
| Sztywność osiowa | Nadaje się do ogólnego ruchu; dostępne są również wersje wstępnie załadowane | Generalnie wyższa w porównaniu z nakrętką-luzową o podobnym rozmiarze |
| Zachowanie odwrotne | Zależy w dużym stopniu od określonego luzu osiowego | Lepiej nadaje się do częstego odwracania, gdy napięcie wstępne jest prawidłowo określone |
| Moment napędowy | Zwykle niższa w przypadku-wstępnie załadowanego projektu | Zwykle wyższe, ponieważ napięcie wstępne zwiększa opór wewnętrzny |
| Wytwarzanie ciepła | Generalnie niższe, gdy stosuje się niewielkie obciążenie wstępne lub nie stosuje się go wcale | Może być wyższa, szczególnie przy dużej prędkości lub nadmiernym napięciu wstępnym |
| Przestrzeń instalacyjna | Krótszy i łatwiejszy do zmieszczenia w kompaktowym sprzęcie | Wymaga większej osiowej długości montażowej |
| Czułość montażu | Stosunkowo proste, chociaż wyrównanie pozostaje ważne | Większa wrażliwość na niewspółosiowość i błędy-ustawień wstępnego ładowania |
| Koszt | Generalnie niższe | Generalnie wyższa ze względu na dodatkowe komponenty i regulację |
| Typowy wybór | Kompaktowe i ogólnego-osie pozycjonowania | Osie wymagające większej sztywności i stabilnego odwrócenia kierunku |
Luz nie jest dokładnością ołowiu
Luz i dokładność doprowadzenia opisują różne charakterystyki działania i nie powinny być używane zamiennie.
- Luz osiowy lub luzjest względnym ruchem osiowym, który występuje przed zmianą kierunku styku po odwróceniu.
- Dokładność ołowiuopisuje, jak bardzo rzeczywisty skok odpowiada skokowi nominalnemu na określonej długości śruby.
- Powtarzalnośćopisuje, jak konsekwentnie oś powraca do tej samej zadanej pozycji.
- Sztywność osiowaopisuje, jak duże przemieszczenie sprężyste występuje pod przyłożoną siłą osiową.
Podwójna nakrętka może zmniejszyć luz, ale nie poprawia automatycznie dokładności skoku produkcyjnego wału śruby. Podobnie, wybór śruby uziemiającej C5 sam w sobie nie gwarantuje zerowego luzu, jeśli zespół nakrętki ma mierzalny luz osiowy.
Czy podwójna nakrętka wytrzymuje dwukrotnie większe obciążenie?
Nie koniecznie. Dwa przekroje nakrętek nie oznaczają automatycznego podwojenia dopuszczalnego obciążenia zewnętrznego. Znamionowe obciążenie dynamiczne i obciążenie statyczne należy pobrać z danych dotyczących kompletnego zespołu nakrętki.
W naprężonej podwójnej nakrętce część wewnętrznej pojemności styku jest już wykorzystywana do utrzymania napięcia wstępnego przed przyłożeniem zewnętrznego obciążenia roboczego. Gdy obciążenie zewnętrzne zmienia kierunek i wielkość, zmienia się również rozkład obciążenia pomiędzy dwiema sekcjami nakrętki.
Dlatego podwójną nakrętkę należy wybrać przede wszystkim ze względu na kontrolę luzu i sztywność, chyba że jej opublikowane wartości nośności wyraźnie potwierdzają wyższe dopuszczalne obciążenie. W przypadku sprzętu-o dużym ciągu należy sprawdzić średnicę, rozmiar kulki, geometrię styku, obciążalność i oczekiwaną trwałość.
Czy podwójna nakrętka wytrzymuje dłużej?
Sama ilość nakrętek nie determinuje żywotności. Prawidłowo kontrolowane napięcie wstępne może zmniejszyć uderzenia podczas cofania i poprawić stabilność ruchu, ale napięcie wstępne powoduje również wewnętrzne obciążenie kuli-na-bieżni. Jeśli jest on wyższy niż wymaga tego zastosowanie, wzrasta moment roboczy, temperatura i-naprężenie toczne.
Trwałość śruby kulowej zależy od rzeczywistego równoważnego obciążenia osiowego, napięcia wstępnego, prędkości, smarowania, ochrony przed zanieczyszczeniami, wyrównania i cyklu pracy. Prawidłowo dobrana pojedyncza nakrętka może wytrzymać nieprawidłowo zamontowaną lub nadmiernie napiętą podwójną nakrętkę.
Kiedy wybrać pojedynczą nakrętkę
Śruba kulowa z pojedynczą nakrętką jest zwykle bardziej praktycznym wyborem, gdy:
- Należy zminimalizować długość montażową i masę maszyny
- Aplikacja może zaakceptować określony luz osiowy
- Ruch odbywa się głównie w jednym kierunku lub dokładność cofania nie jest krytyczna
- Priorytetami są niski moment napędowy i mniejsze wytwarzanie ciepła
- Do pozycjonowania maszyna wykorzystuje kompensację lub sprzężenie zwrotne w-pętli zamkniętej
- Kontrola kosztów jest ważniejsza niż maksymalna sztywność osiowa
Typowe przykłady obejmują mechanizmy pakujące, osie do transportu materiałów, ogólny sprzęt automatyki, kompaktowe jednostki pozycjonujące i maszyny CNC, których wymagany luz można zapewnić dzięki wybranej specyfikacji pojedynczej nakrętki.
Kiedy wybrać podwójną nakrętkę
Należy rozważyć zastosowanie śruby kulowej z podwójną nakrętką, gdy:
- Oś często zmienia kierunek
- Utracony ruch osiowy musi być ściśle kontrolowany
- W przypadku obciążeń przemiennych wymagana jest większa sztywność osiowa
- Siły tnące lub procesowe zmieniają kierunek podczas pracy
- Maszyna ma wystarczającą przestrzeń osiową dla dłuższego zespołu nakrętki
- Silnik i konstrukcja wsporcza mogą wytrzymać dodatkowy moment napięcia wstępnego
Śruby kulowe z podwójną nakrętką są często stosowane w precyzyjnych osiach posuwu CNC, sprzęcie szlifierskim, systemach kontroli i etapach automatyzacji, gdzie stabilność i sztywność odwracania są ważniejsze niż minimalny rozmiar i koszt.
Błędy przy wyborze, których należy unikać
Zakładając, że każda pojedyncza nakrętka ma duży luz
Dostępne są pojedyncze nakrętki z różnymi ustawieniami luzu i napięcia wstępnego. Zawsze sprawdzaj rzeczywistą specyfikację-luzu osiowego, zamiast oceniać wyłącznie na podstawie liczby nakrętek.
Domyślnie używane jest maksymalne obciążenie wstępne
Większe wstępne ładowanie nie zawsze jest lepsze. Nadmierne napięcie wstępne może zwiększyć moment obrotowy silnika, temperaturę pracy i zużycie, czyniąc zespół bardziej wrażliwym na błędy montażowe.
Ignorowanie długości montażu nakrętki
Zespół podwójnej nakrętki jest znacznie dłuższy niż porównywalna nakrętka pojedyncza. Konstrukcja maszyny musi zapewniać wystarczający skok, długość obudowy i dostęp do montażu i smarowania.
Użycie typu nakrętki do zastąpienia obliczenia obciążenia
Ani SFU, ani DFU nie powinny być wybierane tylko na podstawie nazwy aplikacji, takiej jak „CNC” lub „automatyzacja”. Należy jeszcze obliczyć średnicę śruby, skok, nośność dynamiczną, nośność statyczną, prędkość krytyczną, granicę wyboczenia i wymaganą trwałość.
Jak dokonać ostatecznego wyboru
| Priorytet aplikacji | Wybór początkowy | Potwierdź przed złożeniem zamówienia |
|---|---|---|
| Kompaktowy rozmiar i ekonomiczna przekładnia | Pojedyncza nakrętka | Dopuszczalny luz i obciążenie znamionowe |
| Częste pozycjonowanie do przodu i do tyłu | Pojedyncza lub podwójna nakrętka o niskim{{0}luzie | Błąd odwrócenia, napięcie wstępne i moment obrotowy silnika |
| Większa sztywność osiowa | Wstępnie obciążona podwójna nakrętka | Wymagana sztywność i temperatura pracy |
| Praca z dużą-prędkością | Zależy od wymaganego napięcia wstępnego i konstrukcji nakrętki | Ograniczenie prędkości, wytwarzanie ciepła i smarowanie |
| Wysokie zewnętrzne obciążenie osiowe | Wybierz według obciążenia znamionowego, a nie liczby nakrętek | Obciążenie dynamiczne, obciążenie statyczne i obliczona trwałość |
Jeśli wymagana seria nakrętek została już zawężona do SFU lub DFU, zobacz bardziej szczegółowe-modelePorównanie śrub kulowych SFU i DFU. Informacje na temat struktury i układu napięcia wstępnego dwóch-zespołów nakrętek można znaleźć w witrynieStrona śruby kulowej z podwójną nakrętką DLY.
Wniosek
Śruba kulowa z pojedynczą nakrętką jest kompaktowa, ekonomiczna i odpowiednia dla szerokiej gamy ogólnych systemów ruchu. Śruba kulowa z podwójną nakrętką wykorzystuje kontrolowane napięcie wstępne pomiędzy dwiema sekcjami nakrętki, aby zmniejszyć luz osiowy i zwiększyć sztywność, dzięki czemu jest bardziej odpowiednia dla osi, które podlegają częstym odwróceniom lub zmieniającym się siłom osiowym.
Podwójna nakrętka nie oznacza automatycznie dwukrotnie większej nośności, większej dokładności prowadzenia lub dłuższej żywotności. Ostateczny wybór powinien opierać się na określonym luzie osiowym, sztywności, momencie napędowym, nośności, prędkości, przestrzeni montażowej i warunkach pracy całej maszyny.
DLY dostarcza pojedynczą nakrętkę i podwójną nakrętkęzespoły śrub kulowych, w tym serie SFU, DFU i DFI, z opcjami walcowanymi C7 i szlifowanymi C5. Obróbkę-końca wału można wykonać zgodnie z rysunkiem klienta i pasującym rozmieszczeniem-zespołu podporowego.
