یک محور موقعیت یابی ممکن است از یک موتور سروو دقیق و یک قاب ماشین سفت و سخت استفاده کند، اما باز هم نتواند به تکرارپذیری یا کیفیت سطح مورد نیاز دست یابد. در بسیاری از موارد، محدودیت ناشی از سیستم انتقال مکانیکی بین موتور و پلت فرم متحرک است.
A توپ پیچحرکت چرخشی را از طریق تماس غلتشی بین شفت پیچ، توپ ها و مهره به حرکت خطی کنترل شده تبدیل می کند. با این حال، عملکرد عملی آن به چیزی بیش از حضور توپهای در حال چرخش بستگی دارد. دقت سرب، فاصله محوری، پیش بارگذاری، صلبیت، یاتاقان های پشتیبانی، تراز نصب و روانکاری، همگی بر نتیجه موقعیت یابی نهایی تأثیر می گذارند.
درک این عوامل به مهندسان کمک می کند تا به جای در نظر گرفتن قطر و سرب به عنوان تنها پارامترهای انتخاب، یک بال اسکرو را به عنوان بخشی از یک سیستم حرکت کامل انتخاب کنند.
چگونه یک بال اسکرو حرکت را منتقل می کند
شیارهای حلزونی روی محور پیچ و داخل مهره ایجاد می شود. توپ های بارگذاری شده بین این شیارها حرکت می کنند و نیرو را از طریق تماس غلتشی منتقل می کنند. هنگامی که پیچ یا مهره می چرخد، جزء دیگر مطابق با سرب پیچ به صورت محوری حرکت می کند. یک سیستم برگشت توپ ها را به منطقه بارگذاری شده برمی گرداند تا حرکت مداوم امکان پذیر باشد.
رابطه نظری بین سرعت دورانی و سرعت خطی به صورت زیر است:
v=n × Ph / 60
کجاvسرعت خطی بر حسب میلی متر بر ثانیه است،nسرعت چرخش بر حسب r/min وPhسرب پیچ بر حسب میلی متر است.
به عنوان مثال، یک بال اسکرو 10 میلی متری که با سرعت 1500 دور در دقیقه می چرخد، سرعت خطی نظری 250 میلی متر بر ثانیه را تولید می کند. عملکرد واقعی محور همچنین باید شتاب، بار، اصطکاک، تغییر شکل پیچ و تنظیمات سیستم را کنترل کند.
تماس غلتشی و راندمان انتقال
پیچ های کشویی معمولی باعث ایجاد اصطکاک در سطوح تماس کشویی می شوند. در یک بال اسکرو، عناصر غلتشی این اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. تحت شرایط عملیاتی مناسب، راندمان انتقال بال اسکرو معمولاً می تواند تقریباً به 90٪ یا بیشتر برسد، اگرچه مقدار واقعی به زاویه سرب، پیش بارگذاری، روغن کاری، آب بندی، سرعت و بار بستگی دارد.
اصطکاک کمتر، گشتاور موتور مورد نیاز برای جابجایی یک بار معین را کاهش می دهد و تولید گرما را در طول عملیات مکرر محدود می کند. همچنین شتاب سریع و تغییر جهت مکرر را کاربردی تر می کند. با این حال، راندمان بالا به این معنی است که برخی از بالپیچها میتوانند-با یک بار محوری خارجی به عقب هدایت شوند. بنابراین ممکن است یک ترمز یا سایر وسایل نگهدارنده در محورهای عمودی ضروری باشد.
فن آوری های کلیدی در پشت گیربکس دقیق
| عامل فنی | آنچه را کنترل می کند | اثر سطح سیستم- |
|---|---|---|
| دقت سرب | تفاوت بین سفر دستوری و سفر واقعی در یک سکته مغزی مشخص | دقت موقعیت یابی و ثبات سفر |
| فاصله محوری | حرکت محوری آزاد بین پیچ و مهره | حرکت از دست رفته در هنگام معکوس کردن جهت |
| پیش بارگیری کنید | بارگذاری داخلی برای کاهش فاصله و افزایش صلبیت اعمال می شود | واکنش معکوس، سفتی، گرما و گشتاور در حال اجرا |
| صلبیت محوری | مقاومت در برابر جابجایی الاستیک تحت نیروی محوری | بار-انحراف موقعیت و پایداری ماشینکاری |
| پیکربندی پشتیبانی | محدودیت در انتهای شفت ماشین کاری شده | سرعت بحرانی، ظرفیت کمانش و صلبیت کل محور |
| روغن کاری و آب بندی | وضعیت سطوح تماس نورد | سایش، دما، سر و صدا و عمر مفید |
دقت سرب با قابلیت تکرار یکسان نیست
دقت لید نشان می دهد که حرکت محوری واقعی چقدر از مسیر مشخص شده در یک فاصله مشخص را دنبال می کند. این عمدتا به دقت ساخت پیچ و انحراف سرب انباشته مربوط می شود.
تکرارپذیری توانایی یک محور را برای بازگشت به موقعیت مشابه در شرایط یکسان توصیف می کند. یک سیستم می تواند به طور مداوم به یک موقعیت برگردد در حالی که هنوز خطای سفر قابل پیش بینی در موقعیت دیگر دارد. تکرارپذیری تحت تأثیر فاصله، پیش بارگذاری، صلبیت یاتاقان، دما، تنظیم سروو و وضوح بازخورد و همچنین دقت پیچ است.
به همین دلیل، انتخاب درجه دقت بالاتر به تنهایی به طور خودکار تمام خطاهای موقعیت یابی را حذف نمی کند. دقت سفر و تکرارپذیری مورد نیاز باید به طور جداگانه مشخص شود.
پیش بارگذاری، پاکسازی و استحکام محوری
هنگامی که یک محور جهت را معکوس می کند، فاصله محوری می تواند به صورت حرکت از دست رفته قبل از شروع بار در جهت مخالف ظاهر شود. پیش بارگذاری برای کاهش یا حذف این فاصله و بهبود سفتی تماس بین مهره ها، توپ ها و شیارهای پیچ استفاده می شود.
بسته به طرح، پیش بارگذاری ممکن است با یک چیدمان دوتایی-مهره، یک مهره آفست-یا ابعاد توپ انتخاب شده تولید شود. الفپیچ مهره دوبل-به عنوان مثال، می تواند پیش بارگذاری را بین دو بخش مهره اعمال کند و اغلب در مواردی که فاصله محوری کم و استحکام بالاتر مورد نیاز است در نظر گرفته می شود.
پیش بارگذاری بیشتر همیشه بهتر نیست. پیش بارگذاری بیش از حد باعث افزایش گشتاور در حال اجرا، گرمای اصطکاکی و استرس تماس داخلی می شود. ممکن است سرعت قابل دستیابی را کاهش دهد و عمر سرویس را کوتاه کند. سطح پیش بارگیری صحیح باید با بار اعمال شده، چرخه کاری، شرایط موقعیت یابی و شرایط حرارتی مطابقت داشته باشد.
استحکام باید به عنوان یک سیستم ارزیابی شود
کل جابجایی محوری یک محور تغذیه به تنهایی توسط مهره تعیین نمی شود. محور پیچ تحت بار کشیده یا فشرده می شود، در حالی که مهره، یاتاقان های نگهدارنده، محفظه یاتاقان، کوپلینگ، سطوح نصب و قاب دستگاه نیز تغییر شکل می دهند.
ضعیف ترین بخش این زنجیره مکانیکی می تواند استحکام کلی را محدود کند. بنابراین اگر پیچ خیلی باریک باشد، طول بدون تکیه گاه بیش از حد باشد یا محفظه یاتاقان سفتی نداشته باشد، افزایش پیش بار مهره باعث بهبود محدودی خواهد شد.
انبساط حرارتی باید در محورهای طولانی یا با سرعت زیاد- نیز در نظر گرفته شود. گرمای تولید شده توسط مهره، بلبرینگ و تجهیزات مجاور می تواند طول موثر پیچ را تغییر دهد. بسته به طراحی دستگاه، اثرات حرارتی ممکن است از طریق روانکاری، خنککاری، چیدمان بلبرینگ، جبران دما یا نصب پیچ تنیده کنترل شود.
پشتیبانی از بلبرینگ و ماشینکاری انتهایی
یاتاقان های پشتیبانی دقیق پیچ را به صورت محوری قرار می دهند و به مقاومت در برابر رانش در یک یا هر دو جهت کمک می کنند. آرایش انتهایی-بر صلبیت شفت، سرعت بحرانی و مقاومت در برابر کمانش فشاری تأثیر میگذارد.
ترتیبات متداول شامل پیکربندی های ثابت-رایگان، ثابت-پشتیبانی شده و ثابت-ثابت است. نصب بدون ثابت از نظر ساختاری ساده است اما سرعت بحرانی-و قابلیت کمانش کمتری را ارائه میکند. چیدمان های ثابت و ثابت معمولاً با افزایش طول پیچ، سرعت چرخش یا بار محوری مناسب تر هستند.
ماشینکاری انتهایی باید با واحدهای بلبرینگ انتخابی، مهره قفلی، کوپلینگ و ابعاد نصب مطابقت داشته باشد. تناسب نادرست یاتاقان، هندسه شانه یا مرکز محوری{1}}می تواند باعث ایجاد لرزش و خطای موقعیت شود، حتی زمانی که خود پیچ دقت کافی داشته باشد.
محدودیت سرعت و بار فشاری
یک بال اسکرو نباید تنها با سرعت خطی انتخاب شود. سرعت چرخش با افزایش سرعت خطی درخواستی یا کاهش لید افزایش می یابد. یک پیچ چرخان طولانی ممکن است به سرعت بحرانی خود نزدیک شود و شروع به ارتعاش کند. سرعت کار مجاز همچنین به قطر پیچ، طول بدون تکیه گاه، وضعیت انتها-، طراحی گردش مهره و روانکاری بستگی دارد.
هنگامی که محور پیچ تحت فشار قرار می گیرد، ظرفیت کمانش نیز باید بررسی شود. قطر ریشه کوچکتر و طول بدون تکیه گاه بیشتر، بار فشاری مجاز را کاهش می دهد. محاسبات سرعت بحرانی و کمانش باید هر دو شامل یک حاشیه ایمنی مناسب به جای استفاده از مقادیر محدود نظری به عنوان شرایط عملیاتی مداوم باشد.
ظرفیت بار و عمر سرویس
رتبه بار دینامیکی هنگام تخمین عمر خستگی تحت حرکت مکرر استفاده می شود، در حالی که رتبه بار استاتیک به خطر تغییر شکل دائمی تحت بار حداکثر یا ضربه ای مربوط می شود. انتخاب باید بر اساس چرخه عملیاتی واقعی باشد نه حداکثر بار.
یک چرخه کاری واقعی شامل شتاب،-سفر با سرعت ثابت، کاهش سرعت، زمان ماندن و هرگونه تغییر در جهت بار است. شوک، لرزش، تراز ضعیف و آلودگی می تواند عمر عملی را کاهش دهد حتی زمانی که یک محاسبه درجه بندی اولیه کافی به نظر می رسد.
روغن کاری، آب بندی و نصب
روان کننده سطوح تماس نورد را جدا می کند، سایش را کاهش می دهد و به کنترل گرمای اصطکاکی کمک می کند. نوع صحیح روانکار و فاصله پر کردن مجدد به سرعت، بار، ضربه، دمای کار و شرایط محیطی بستگی دارد.
برف پاک کن ها و درزگیرها به محدود کردن ورود گرد و غبار و تراشه ها کمک می کنند، اما در محیط های به شدت آلوده جایگزین محافظ خارجی نمی شوند. دم، پوشش یا ساختارهای محور محصور ممکن است در اطراف زباله های ماشینکاری، ذرات ساینده یا آلودگی مایع مورد نیاز باشد.
تراز نصب به همان اندازه مهم است. فشار دادن مهره یا یاتاقان های تکیه گاه در موقعیت نامناسب بارگذاری داخلی غیرعادی ایجاد می کند. سطوح نصب باید تمیز و مسطح باشند، محفظه های یاتاقان باید با محور پیچ در یک راستا قرار گیرند و مهره باید قبل از سفت شدن نهایی در تمام طول حرکت حرکت داده شود.
الزامات برنامه
| برنامه | اولویت معمولی | نکاتی برای تایید |
|---|---|---|
| محور تغذیه CNC | صلبیت و دقت موقعیت | درجه دقت، پیش بارگذاری، بار برش و آرایش بلبرینگ |
| تجهیزات اتوماسیون | سرعت چرخه و تکرارپذیری | سرب، شتاب، ضربه، چرخه کاری و روانکاری |
| تجهیزات بازرسی | حرکت صاف و تغییر موقعیت کم | دقت سفر، پایداری حرارتی و تراز نصب |
| محور بالابر عمودی | نگهداری بار و ایمنی | کمانش، عقب-رانندگی، ترمز موتور و حداکثر بار محوری |
| محور طولانی-سکته مغزی | سرعت بحرانی و رفتار حرارتی | قطر ریشه، طول پشتیبانی نشده، ساپورت ها و سرعت عمل |
اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب
قبل از تأیید مشخصات بال اسکرو، اطلاعات عملیاتی زیر را آماده کنید:
- سکته مغزی مورد نیاز و طول کلی نصب
- حداکثر و پیوسته سرعت خطی
- شتاب، کاهش سرعت و فرکانس چرخه
- جرم متحرک، نیروی محوری خارجی و بار ضربه
- دقت موقعیت یابی و تکرارپذیری مورد نیاز
- نصب افقی، عمودی یا شیبدار
- طول عمر مورد انتظار و زمان کارکرد روزانه
- دما، گرد و غبار، تراشه، رطوبت و سایر شرایط محیطی
- ابعاد{0}بلبرینگ و شفت{1}}در دسترس است
این شرایط برای تعیین قطر پیچ، سرب، نوع مهره، دقت، پیش بارگذاری، رتبه بار، آرایش پشتیبانی و نیازهای روانکاری استفاده می شود. برای موقعیت یابی صنعتی استاندارد، یک نوردتوپ پیچ SFUممکن است مناسب باشد، در حالی که برنامه هایی که به استحکام، فاصله یا ویژگی های نصب متفاوت نیاز دارند ممکن است به پیکربندی مهره دیگری نیاز داشته باشند.
سوالات متداول
آیا درجه دقت بالاتر تکرارپذیری بهتر را تضمین می کند؟نتیجه گیری
ارزش یک بال اسکرو در انتقال دقیق از کنترل هماهنگ تماس غلتشی، دقت سرب، فاصله، پیش بارگذاری، استحکام و شرایط پشتیبانی ناشی می شود. عملکرد نهایی آن نیز توسط روانکاری، تراز نصب، رفتار حرارتی و سیستم کنترل ماشین شکل می گیرد.
بنابراین، یک بال اسکرو مناسب صرفاً مدلی نیست که کمترین خطای سرب یا بالاترین میزان بار را دارد. این مشخصاتی است که سرعت، دقت، استحکام و اهداف عمر{1} مورد نیاز را در چرخه عملیاتی واقعی برآورده میکند.
مراجع
- بال اسکروهای سری ISO 3408 -
- راهنمای فنی پیچ رولینگ در مورد ارزیابی بار، صلبیت، سرعت بحرانی و محاسبات کمانش
برای تأیید مشخصات بال اسکرو به کمک نیاز دارید؟
سکته مغزی، سرعت، بار، جهت نصب و دقت مورد نیاز را برای تایید فنی به DLY ارسال کنید.
تماس با ماایمیل:export@dlybearing.com
