نحوه تطبیق یک بال اسکرو و راهنمای خطی برای یک محور: بار، سرعت، دقت و اندازه

A توپ پیچوراهنمای خطیانجام عملکردهای مختلف در یک محور حرکتی این راهنما نحوه اندازه و مطابقت آنها را از بار، سرعت، دقت، ضربه، سختی و شرایط نصب به جای تکیه بر جفت‌های اندازه ثابت توضیح می‌دهد.

1. بال اسکرو چه چیزی را حمل می کند و راهنماهای خطی چه چیزی را حمل می کنند؟

بال اسکرو و راهنماهای خطی با هم کار می کنند، اما بارهای یکسانی را تحمل نمی کنند.

رابال اسکرو در درجه اول نیروی رانش محوری را منتقل می کند. بسته به دستگاه، این ممکن است شامل نیروی شتاب، نیروی فرآیند، مقاومت اصطکاکی و در یک محور عمودی، وزن مجموعه متحرک باشد.

راراهنماهای خطی ساختار متحرک را پشتیبانی و محدود می کنند. آنها نیروهای عمودی و جانبی را حمل می کنند و در برابر لنگر، خمیازه و غلتش ایجاد شده توسط بار، نیروهای خارجی و مرکز ثقل-تغییر-مقاومت می کنند.

به همین دلیل، یک بال اسکرو نباید به عنوان عنصر اصلی هدایت شعاعی محور در نظر گرفته شود. راهنماها باید مسیر حرکت را کنترل کنند، در حالی که پیچ عمدتاً نیروی محرکه را فراهم می کند.

2. ورودی های برنامه قبل از اندازه مورد نیاز است

قبل از انتخاب هر یک از اجزاء، شرایط عملیاتی محور کامل را جمع آوری کنید.

توده متحرک

شامل تمام اجزایی که با کالسکه حرکت می کند، مانند میز، وسایل، قطعه کار، دوک نخ ریسی، ابزار و هر وسیله ای که روی مجموعه متحرک نصب شده است.

نیروهای خارجی

برش، فشار دادن، بستن یا سایر نیروهای فرآیند را شناسایی کنید. جهت و نقطه‌ای که نیرو در آن عمل می‌کند مهم است، زیرا هم نیروی رانش بال اسکرو و هم بارهای گشتاور هدایت خطی را تعیین می‌کنند.

جهت نصب

تعیین کنید که محور افقی، عمودی یا شیبدار است. در یک محور افقی، گرانش عمدتا توسط راهنماها پشتیبانی می شود. در یک محور عمودی، گرانش نیز به یک بار محوری پیوسته بر روی بال‌اسکرو و سیستم محرک تبدیل می‌شود.

سکته مغزی و طول نصب

سفر موثر با طول کل پیچ یکسان نیست. همچنین برای مهره ساچمه ای، واحدهای پشتیبانی، ماشینکاری انتهایی شفت و ساختار ماشین نیز فضا لازم است.

سرعت و شتاب

شتاب با توجه به موارد زیر نیروی اینرسی ایجاد می کند:

F = m × a

اگر شتاب زیاد باشد، یک محور سنگین می‌تواند نیروی رانش قابل توجهی را حتی در سرعت متوسط ​​ایجاد کند.

الزامات دقت

دقت موقعیت‌یابی، تکرارپذیری، برگشت مجاز یا فاصله محوری و صلبیت مورد نیاز را تعریف کنید. درجه دقت پیچ باید از الزامات موقعیت یابی واقعی دستگاه باشد و نه صرفاً انتخاب بالاترین درجه موجود.

چرخه وظیفه

ساعات کار، چرخه در ساعت، مسافت طی شده در هر چرخه و تغییرات بار، همگی بر طول عمر مورد نیاز بال اسکرو و راهنماهای خطی تأثیر می گذارند.

3. اندازه راهنماهای خطی از نیروها، لحظه ها و فاصله بلوک

اندازه راهنمای خطی نباید تنها بر اساس وزن کل دستگاه باشد.

به عنوان مثال، یک مجموعه متحرک 500 کیلوگرمی نیروی گرانشی تقریباً تولید می کند:

500 × 9.81 = 4,905 N

اگر محور از دو ریل و چهار بلوک استفاده کند، تقسیم 4905 نیوتن به طور مساوی بین چهار بلوک، تنها یک مقدار استاتیک ایده آل به دست می دهد. ماشین های واقعی اغلب دارای یک مرکز ثقل افست یا نیروهای خارجی هستند که لحظه ها را ایجاد می کنند.

بنابراین انتخاب راهنما باید در نظر گرفته شود:

• فاصله راه آهن-به-
• مسدود کردن-برای-مسدود کردن فاصله.
• مرکز{0}}ارتفاع-گرانش؛
• موقعیت بار طولی و جانبی؛
• جهت نیروی خارجی؛
• لحظه های زمین زدن، خمیازه کشیدن و غلت زدن.

افزایش فاصله بین ریل ها به طور کلی مقاومت در برابر ممان های غلتشی را بهبود می بخشد، در حالی که افزایش فاصله طولی بین بلوک ها می تواند مقاومت در برابر لنگرهای پیچ و خم را بهبود بخشد.

پس از محاسبه توزیع بار، رتبه بار دینامیکی سازنده راهنما، رتبه بار استاتیک، ممان های مجاز و عمر مفید مورد نیاز را بررسی کنید.

4. سایز بال اسکرو را از تراست، عمر، کمانش و سرعت بحرانی اندازه کنید

رانش محوری مورد نیاز

برای یک محور افقی، رانش پیچ مورد نیاز را می توان از نیروی شتاب، نیروی فرآیند خارجی و مقاومت مکانیکی تخمین زد.

F_کل = F_شتاب + F_فرآیند + F_مقاومت

برای یک محور عمودی، گرانش نیز باید لحاظ شود. یک جرم متحرک عمودی 500 کیلوگرمی به تنهایی تقریباً 4905 نیوتن بار گرانشی را قبل از اضافه شدن نیروهای شتاب و فرآیند ایجاد می کند.

زندگی توپ اسکرو

عمر بال اسکرو به رابطه بین رتبه بار دینامیکی پیچ و بار عملیاتی محوری معادل بستگی دارد. به جای استفاده از حداکثر نیرو، باید طیف بار واقعی را در نظر گرفت.

کمانش

بال اسکروهای بلند تحت بار فشاری باید از نظر کمانش بررسی شوند. عوامل مهم عبارتند از قطر ریشه پیچ، طول بدون تکیه گاه، آرایش تکیه گاه و نیروی فشاری.

سرعت بحرانی

پیچ های چرخان بلند نیز باید زیر سرعت بحرانی مجاز خود باقی بمانند. دور مورد نیاز پیچ به سرعت خطی و سرب پیچ بستگی دارد.

یک سرب بزرگتر می تواند سرعت چرخش پیچ را برای همان سرعت حرکت خطی کاهش دهد، اما گشتاور موتور، مزیت مکانیکی و وضوح موقعیت یابی را نیز تغییر می دهد. بنابراین قطر و سرب باید با هم انتخاب شوند.

5. دقت مطابقت، پیش بارگذاری و استحکام

ظرفیت بار به تنهایی تعیین نمی کند که آیا پیچ و راهنماها به درستی مطابقت دارند یا خیر. محور کامل نیز باید دقت و صلبیت مورد نیاز را ارائه دهد.

دقت توپ اسکرو

درجه دقت بال اسکرو را با توجه به حرکت محور، تحمل موقعیت، استراتژی کنترل و کل بودجه خطای دستگاه انتخاب کنید.

پیش بارگیری کنید

پیش بار بال اسکرو می تواند فاصله محوری را کاهش دهد و استحکام را افزایش دهد، در حالی که پیش بارگذاری راهنما می تواند جابجایی را تحت بارهای متغیر کاهش دهد. با این حال، پیش بارگذاری بیش از حد باعث افزایش اصطکاک، تولید گرما و حساسیت به خطاهای نصب می شود.

هدف تعیین حداکثر پیش بارگذاری یا حداکثر دقت در همه جا نیست. پیچ، راهنماها، یاتاقان های نگهدارنده، کوپلینگ، سطوح نصب و قاب دستگاه باید به عنوان یک سیستم مکانیکی انتخاب شوند.

6. تراز پیچ-راهنما و هندسه نصب را بررسی کنید

اگر پیچ و راهنماها با ناهماهنگی بیش از حد نصب شوند، حتی قطعات با اندازه صحیح نیز می توانند عملکرد ضعیفی داشته باشند.

عوامل مهم نصب عبارتند از:

• نصب ریل-صافی سطح.
• موازی سازی بین ریل های راهنما؛
• تراز توپ اسکرو؛
• پشتیبانی از تراز یاتاقان.
• دقت نصب مهره توپ؛
• سفتی کالسکه متحرک

تراز ضعیف می تواند گشتاور، گرما و سایش را افزایش دهد و در عین حال عمر مفید و عملکرد موقعیت یابی را کاهش دهد. سیستم های از پیش بارگذاری شده عموماً تقاضاهای بالاتری را برای دقت نصب دارند.

7. مثال کار شده: یک محور اتوماسیون افقی 500 کیلوگرمی

یک محور اتوماسیون افقی اولیه با الزامات زیر را در نظر بگیرید:

مرحله 1: محاسبه نیروی اینرسی

در شتاب 1.0 متر بر ثانیه:

F = 500 × 1.0 = 500 N

این فقط نیروی شتاب است. نیروی فرآیند و مقاومت مکانیکی همچنان باید اضافه شود.

مرحله 2: محاسبه بار راهنما

سیستم راهنما تقریباً 4905 نیوتن وزن ساکن را پشتیبانی می کند. با این حال، تا زمانی که فاصله ریل، فاصله بلوک ها و مرکز ثقل-و موقعیت ثقلی مشخص نشود، نمی توان بارهای تک تک بلوک را تأیید کرد.

مرحله 3: ترتیب راهنما را انتخاب کنید

نیروها و گشتاورهای وارد بر هر بلوک را با استفاده از هندسه واقعی ماشین محاسبه کنید، سپس یک سری راهنما و پیکربندی بلوک را انتخاب کنید که ظرفیت بار، ظرفیت ممان، صلبیت و عمر مورد نیاز را ارائه می‌کند.

مرحله 4: بال اسکرو را انتخاب کنید

رانش محوری مورد نیاز را تعیین کنید و سپس قطر پیچ، سرب، ظرفیت بار دینامیکی، عمر مورد انتظار، سرعت بحرانی و کمانش را در صورت لزوم بررسی کنید.

این مثال عمداً یک پیچ یا اندازه راهنما ثابت را مشخص نمی‌کند زیرا هندسه و داده‌های اجباری{0}}فرآیند از دست رفته می‌توانند انتخاب نهایی را تغییر دهند.

8. اشتباهات رایج تطبیق

استفاده از پیچ ثابت-برای هدایت جدول اندازه

هیچ رابطه جهانی-به- بین قطر بال اسکرو و اندازه راهنمای خطی وجود ندارد.

انتخاب راهنماها فقط از وزن ماشین

آفست مرکز--مرکز گرانش و گشتاورهای خارجی ممکن است بارهای بسیار بالاتری را روی تک تک بلوک ها ایجاد کنند تا اینکه یک محاسبه وزن ساده نشان می دهد.

انتخاب بال اسکرو فقط از ظرفیت بار

یک پیچ می‌تواند ظرفیت بار محوری کافی داشته باشد، اما همچنان نیازهای حیاتی-سرعت، کمانش، سرب یا طول نصب-کاربرد را ندارد.

نادیده گرفتن شتاب

شتاب می‌تواند بارهای رانش و لحظه‌ای قابل توجهی ایجاد کند، به‌ویژه در محورهای چرخه سنگین-.

استفاده از بال اسکرو به عنوان راهنما

راهنماهای خطی باید مسیر حرکت را کنترل کنند. بال اسکرو عمدتا باید نیروی محرک محوری را منتقل کند.

تعیین پیش بارگذاری بیش از حد

پیش بارگذاری بیشتر همیشه بهتر نیست. پیش بارگذاری بیش از حد باعث افزایش اصطکاک، گرما و حساسیت به خطاهای نصب می شود.

9. چک لیست RFQ برای یک بال اسکرو کامل و سیستم راهنمای خطی

برای انتخاب بال اسکرو اولیه و راهنمای خطی، لطفاً ارائه دهید:

• جرم متحرک و نیروی فرآیند خارجی
• نصب افقی، عمودی یا شیبدار
• سکته مغزی موثر
• حداکثر سرعت و شتاب
• دقت موقعیت یابی و تکرارپذیری
• ساعات کار روزانه و فرکانس چرخه
• طول نصب بال اسکرو موجود
• تعداد ریل و بلوک
• فاصله ریل و فاصله بلوک
• مرکز{0}}موقعیت- ثقل، در صورت وجود
• محیط کار
• نمونه اولیه و مقدار تولید

ترسیم ماشین یا طرح محوری ساده به ویژه زمانی مفید است که بار از خط مرکزی راهنما خارج شود.

نتیجه گیری

تطبیق یک بال اسکرو و راهنمای خطی موضوع جفت کردن دو اندازه کاتالوگ نیست.

راهنماهای خطی باید بر اساس نیروها، گشتاورها، توزیع بار، هندسه و عمر مورد نیاز انتخاب شوند. بال اسکرو باید با توجه به رانش محوری، عمر مفید، قطر، سرب، سرعت بحرانی، کمانش و شرایط موقعیت یابی انتخاب شود.

سپس ترکیب نهایی باید به عنوان یک سیستم کامل از نظر صلبیت، دقت، تراز و شرایط نصب بررسی شود.

← بازگشت به وبلاگ DLY