پیش بار یک مهره ساچمه ای چرخان چقدر است؟

پیش بار مهره ساچمه ای چرخشی یک بار محوری داخلی است که بین توپ ها و مسیرهای پیچ و مهره اعمال می شود. هدف اصلی آن کاهش فاصله محوری و افزایش سفتی جفت بال اسکرو قبل از اعمال بار کاری خارجی است.

پیش بارگذاری صحیح می تواند پاسخ موقعیت یابی را بهبود بخشد و حرکت از دست رفته را در هنگام معکوس کردن جهت کاهش دهد. با این حال، پیش بارگذاری بیشتر همیشه بهتر نیست. پیش بارگذاری بیش از حد باعث افزایش گشتاور اصطکاک، تولید گرما، سایش و بار موتور می شود و به طور بالقوه عمر مفید بال اسکرو را کاهش می دهد.

پیش بارگذاری و فاصله محوری یکسان نیستند

فاصله محوری حرکت محوری نسبی بین پیچ و مهره زمانی است که جهت نیروی اعمالی معکوس می شود. مهره ساچمه ای نوع خلاصی مقدار کمی بازی داخلی دارد، در حالی که یک مهره از پیش بارگذاری شده تماس را در طرف مقابل مسیرهای مسابقه حفظ می کند.

فاصله محوری قابل اندازه گیری صفر لزوماً نشان دهنده پیش بارگذاری بالا نیست. یک مهره توپ را می توان تنظیم کرد تا بیشترین فاصله را در حالی که فقط یک بار داخلی نسبتاً کوچک را حمل می کند حذف کند. بنابراین، شرایط مورد نیاز باید از نظر فاصله، سطح پیش بارگذاری، صلبیت یا گشتاور دینامیکی به جای درخواست صرفاً "بدون عکس العمل" مشخص شود.

چرا مهره توپ چرخان از قبل بارگذاری شده است؟

کاهش حرکت از دست رفته

هنگامی که یک محور جهت معکوس می کند، قبل از اینکه پیچ و مهره شروع به انتقال نیرو در جهت مخالف کنند، باید فاصله داخلی برداشته شود. Preload تماس بین توپ ها و مسیرهای مسابقه را حفظ می کند و این حرکت از دست رفته را کاهش می دهد.

این در سیستم های موقعیت یابی که حرکات مکرر رو به جلو و معکوس انجام می دهند ارزشمند است. با این وجود، واکنش کل محور همچنین می‌تواند از یاتاقان‌های تکیه‌گاه مهره، کوپلینگ، محرک تسمه، اتصالات نصب و ساختار دستگاه ناشی شود. پیش بار مهره توپی نمی تواند شلی را در جای دیگری از سیستم جبران کند.

افزایش سختی محوری

تحت یک بار محوری خارجی، توپ ها و مسیرهای مسابقه به میزان کمی تغییر شکل الاستیکی دارند. اعمال یک پیش بار مناسب به سطوح تماس مقابل اجازه می دهد تا بار را به اشتراک بگذارند و تغییر در جابجایی محوری را با تغییر بار کاری کاهش می دهد.

استحکام بیشتر می تواند ثبات موقعیت یابی را بهبود بخشد، اما با افزایش پیش بارگذاری، مزیت آن کمتر می شود، در حالی که بارگذاری اصطکاک و خستگی همچنان افزایش می یابد. بنابراین سطح پیش بارگیری باید بر اساس نیاز صلبیت واقعی انتخاب شود.

بهبود پاسخ در حین برگشت

حذف فاصله محوری پاسخ مکانیکی مستقیم تری بین چرخش موتور و حرکت خطی ایجاد می کند. این می تواند کانتورینگ و رفتار معکوس را در سیستم های حرکت کنترل شده بهبود بخشد.

پیش بارگذاری دقت لید را تعیین نمی کند. دقت سفر همچنان به درجه سرب پیچ، تراز نصب، انبساط حرارتی و بازخورد کنترل بستگی دارد.

روش های رایج پیش بارگذاری مهره توپ

پیش بارگیری توپ بزرگ

یک مهره را می‌توان با انتخاب توپ‌هایی که شرایط تداخلی بین مسیرهای پیچ و مهره ایجاد می‌کنند، از قبل بارگذاری کرد. این یک ساختار مهره فشرده را فراهم می کند، اما محدوده پیش بارگذاری و جبران در دسترس محدود است.

قطر توپ باید دقیقا انتخاب شود. توپ‌هایی که خیلی بزرگ هستند می‌توانند باعث گشتاور، گرما و استرس تماس موضعی شوند، در حالی که توپ‌هایی که خیلی کوچک هستند ممکن است فاصله محوری ناخواسته‌ای ایجاد کنند.

Offset-Lead Preload

برخی از طرح های تک مهره از یک افست کنترل شده سرب بین مدارهای توپ داخلی استفاده می کنند. آفست نیروهای تماس متضادی را در یک بدنه مهره ایجاد می کند و بدون استفاده از مهره دوم جداگانه، پیش بارگذاری ایجاد می کند.

این روش مونتاژ نسبتا فشرده ای را ارائه می دهد، اما پیش بارگذاری در هندسه مهره تعبیه شده است و معمولاً با سفت کردن پیچ های نصب تنظیم نمی شود.

پیش بارگذاری دو مهره

چیدمان دو مهره از دو مهره توپی استفاده می کند که از هم جدا یا تنظیم شده اند تا نیروهای محوری مخالف را اعمال کنند. بسته به طرح، پیش بارگذاری را می توان با ساختار تنظیم فاصله، شیم یا رزوه ای برقرار کرد.

مهره‌های دوتایی می‌توانند استحکام بالایی داشته باشند و انعطاف‌پذیری بیشتری را در تنظیم پیش‌بار ارائه دهند، اما به فضای محوری بیشتری نیاز دارند و جرم بیشتری نسبت به مهره‌های منفرد مشابه دارند.

اندازه یا ظاهر مهره به تنهایی سطح پیش بارگذاری آن را مشخص نمی کند. تطابق توپ داخلی، طراحی مسیر مسابقه و گشتاور اندازه گیری شده نیز باید تایید شود.

پیش بارگذاری چگونه مشخص می شود؟

پیش بارگذاری ممکن است به صورت نیروی محوری یا درصدی از بار دینامیکی پایه توپ اسکرو بیان شود. مقدار مناسب به طراحی سازنده، ساختار مهره و الزامات کاربرد بستگی دارد.

انتخاب نهایی باید در نظر گرفته شود:

• سفتی محوری مورد نیاز
• فاصله محوری مجاز
• بار محوری خارجی
• سرعت و شتاب
• چرخه وظیفه
• گشتاور اصطکاک مجاز
• افزایش دما
• عمر سرویس مورد نیاز

درصد پیش بارگذاری نباید بدون بررسی اصطکاک مربوطه، بار داخلی و اثرات خستگی-عمر انتخاب شود.

پیش بارگذاری مهره توپ چگونه بررسی می شود؟

اندازه گیری مستقیم نیروی پیش بار داخلی پس از مونتاژ همیشه عملی نیست. سازندگان معمولاً وضعیت را از طریق اندازه گیری فاصله محوری و اندازه گیری کنترل شده گشتاور دینامیکی مهره توپ ارزیابی می کنند.

در طول آزمایش گشتاور دینامیکی، مهره یا پیچ با سرعت مشخصی می چرخد ​​در حالی که گشتاور در حال اجرا در طول مسیر موثر ثبت می شود. اندازه گیری باید تحت شرایط روانکاری، دما و نصب تعریف شده انجام شود.

گشتاور اندازه گیری شده تنها با پیش بارگیری تولید نمی شود. همچنین می تواند شامل موارد زیر باشد:

• مقاومت درزگیر یا برف پاک کن
• مقاومت روانکار
• مقاومت در برابر گردش مجدد توپ
• تغییرات سرب پیچ و راه آهن
• ناهماهنگی در حین آزمایش

به همین دلیل، خواندن ساده آچار گشتاور نباید به عنوان اندازه گیری دقیق نیروی پیش بارگذاری در نظر گرفته شود. روش آزمایش و محدوده پذیرش باید قبل از تولید توافق شود.

پیش بارگیری مهره توپ و پیش بارگیری بلبرینگ

یک مجموعه مهره توپ دوار شامل دو شرایط مختلف پیش بارگیری است که نباید اشتباه گرفته شوند.

پیش بارگیری مهره توپبین توپ ها و مسیرهای پیچ و مهره ای عمل می کند. فاصله محوری و استحکام را در جفت بال اسکرو کنترل می کند.

پیش بارگیری یاتاقاندرون یاتاقان ها عمل می کند که به محفظه مهره اجازه می دهد بچرخد. سفتی محوری و شعاعی مجموعه تکیه گاه دوار را کنترل می کند.

هر دو بر گشتاور اندازه‌گیری شده و رفتار موقعیت‌یابی محور تأثیر می‌گذارند. پیش بارگیری بیش از حد بلبرینگ می تواند دمای بالایی ایجاد کند حتی زمانی که پیش بارگیری مهره توپ درست باشد.

برای توضیح مکانیسم کامل، نگاه کنید بهنقش یک مهره توپ چرخان در یک سیستم حرکت خطی.

اگر پیش بارگذاری خیلی زیاد باشد چه اتفاقی می افتد؟

پیش بارگذاری بیش از حد، بار داخلی توپ را حتی قبل از اینکه محور یک بار کاری خارجی را حمل کند، افزایش می دهد. عواقب احتمالی عبارتند از:

• گشتاور راه اندازی و در حال اجرا بالاتر
• افزایش بار موتور
• تولید گرمای بیشتر
• خراب شدن روان کننده
• تسریع در مسابقه و پوشیدن توپ
• کاهش عمر خستگی
• چسبیدن احتمالی در نقاط سرب خطای محلی

مهره ای که به طور غیرعادی سفت می شود نباید به طور خودکار دقیق تر در نظر گرفته شود. گشتاور زیاد یا نامنظم می‌تواند نشان‌دهنده پیش‌بارگذاری بیش از حد، آلودگی، روغن‌کاری ضعیف، آسیب‌دیدگی راه آهن یا عدم تراز نصب باشد.

اگر پیش بارگذاری خیلی کم باشد چه اتفاقی می افتد؟

پیش بارگذاری ناکافی ممکن است فاصله محوری قابل اندازه گیری را ایجاد کند یا استحکام کمتری نسبت به نیاز برنامه ایجاد کند. علائم احتمالی شامل از دست دادن حرکت در حین برگشت، کاهش پاسخ موقعیت و حرکت تحت بارهای محوری متناوب است.

لرزش و نویز را نباید به طور خودکار به پیش بارگذاری کم نسبت داد. ناهماهنگی، توپ های آسیب دیده، روغن کاری ضعیف، یاتاقان های نگهدارنده شل و ساختار نامناسب درایو می تواند علائم مشابهی ایجاد کند.

انتخاب پیش بارگیری مناسب

بهترین پیش بارگذاری پایین ترین سطحی است که فاصله محوری و صلبیت مورد نیاز را در شرایط عملیاتی واقعی برآورده می کند. این رویکرد گرمای غیر ضروری و بارگذاری خستگی داخلی را محدود می کند.

قبل از تایید مشخصات، ارائه کنید:

• قطر پیچ و سرب
• نوع مهره و فضای نصب موجود
• حداکثر و متوسط ​​بار محوری
• سرعت و شتاب عملیاتی
• فاصله محوری یا صلبیت مورد نیاز
• دقت موقعیت و اهداف تکرارپذیری
• دمای عملیاتی و چرخه کاری
• روغن کاری و الزامات زیست محیطی

شرایط روانکاری می تواند به طور قابل توجهی گشتاور اندازه گیری شده را تغییر دهد. برای کاربردهای خاص، مانند aمهره توپ چرخشی که در محیط خلاء استفاده می شود، انتخاب روانکار باید همراه با پیش بار ارزیابی شود.

نتیجه گیری

پیش بارگذاری در یک مهره توپ چرخان، بار داخلی بین توپ‌های غلتشی و سطوح مسابقه‌ای مخالف است. این برای کاهش فاصله محوری و بهبود صلبیت محوری استفاده می‌شود، به‌ویژه زمانی که محور مرتباً جهت را معکوس می‌کند یا باید به طور مداوم به بارهای متغیر پاسخ دهد.

پیش بارگیری باید در برابر گشتاور اصطکاک، دما و عمر مفید متعادل باشد. این باید از طریق ساختار مهره، تطبیق توپ یا تنظیم دو مهره ایجاد شود و سپس تحت شرایط اندازه گیری کنترل شده تأیید شود - نه با سفت کردن فلنج مهره در برابر دستگاه.

مشاهده DLYمحصولات مهره توپیبرای ساختارها و ابعاد مهره های موجود.

← بازگشت به وبلاگ DLY