מערכות החזרת הכדור, בחירת בורג הכדור ושימון בורג הכדור.

ציון בורג הכדור הנכון ליישום נתון יבטיח דיוק מכונה, יכולת חוזרת וחיים תוך צמצום עלות הבעלות הכוללת.

כונן בורג כדור מתרגם תנועה סיבובית לתנועה ליניארית או להפך ויכול למרוח או לעמוד בעומסי דחף גבוהים - קדימה של 750,000 קילוגרם קיבולת סטטית באמצעות מכלול בורג כדור Ø6.000 אינץ ' - ביעילות בדרך כלל גדולה מ- 90%. ברגי כדור עוזרים להנחות, לתמוך, לאתר ולהעביר במדויק רכיבים ומוצרים במגוון יישומי אוטומציה.

כונן בורג כדור מורכב מבורג כדור ואגוז כדור עם מיסבי כדור מחזור. הממשק בין הבורג לאום מיוצר על ידי מיסבי כדור שמתגלגלים בצורות ההתאמה בבורג הכדור ואגוז הכדור. העומס על בורג הכדור מופץ על מספר גדול של מיסבי כדור כך שכל כדור נתון לעומס נמוך יחסית. בגלל האלמנטים המתגלגלים שלו, לכונן בורג הכדור יש מקדם חיכוך נמוך מאוד, המשווה ליעילות מכנית גבוהה.

ההבדל העיקרי בין ברגי הכדור לברגי עופרת הוא השימוש במסבי כדור המחזורים בבורג הכדור כדי למזער את החיכוך ולמקסם את היעילות. ברגי הכדור יקרים יותר מברגי עופרת אך היכולת שלהם לשאת עומסים גבוהים, להשיג מהירויות מהירות ולהעביר חיים צפויים הופכים אותם לשווים את העלות הנוספת שלהם עבור יישומים רבים.

כונני בורג הכדור בדרך כלל מספקים יעילות מכנית העולה על 90%, ולכן עלותם מתקזזת לרוב על ידי דרישות כוח מופחתות. יכולת העומס המוגברת, החיים הארוכים יותר והאמינות הצפויה של ברגי הכדור הם יתרונות על פני ברגי עופרת.

יכולת דיוק ודיוק

דיוק הוא מדד עד כמה מקרוב מערכת תנועה מתקרבת למצב פקודה, והיא מוגדרת כטעות המרבית בין המיקום הצפוי לממש. יכולת החזרה מוגדרת כיכולת של מערכת מיקום לחזור למיקום במהלך הפעולה. כונני בורג כדור מספקים יכולת חוזרת מצוינת (ההתקפה תלויה בקוטר מיסב הכדור, אך בדרך כלל נעה בין 0.005 ל- 0.015 אינץ '.) ודיוק (± 0.004 אינץ -פְּלוּס).

דיוק עופרת הוא המדד הנפוץ ביותר לדיוק בורג הכדור. עופרת מתייחסת עד כמה רחוק אגוז כדור שאינו מסתובב ייסע עם סיבוב יחיד של 360 מעלות של הבורג. דיוק עופרת נמדד כשונות הנסיעה המותרת (מיקום בפועל לעומת מיקום תיאורטי) לכל רגל או לכל 300 מ"מ. ברגי כדור מוצעים בציוני דיוק פלוס ותחבורה, כאשר ציון הדיוק פלוס שולט בחוזקה על הצטברות שגיאות עופרת לאורך כל הנסיעה.

התנגשות היא התנועה החופשית בין האום לבורג, וניתן למדוד אותה ציר ורדיאלי. הדרך הטובה ביותר למדוד התנגשות צירית היא לאבטח את הבורג מהתנועה ולדחוף ציר ולמשוך את אגוז הכדור תוך מדידת תנועתו באמצעות מחוון חיוג. ניתן למדוד גם את ההתרסקות על ידי הנחת מחוון חיוג על אגוז הכדור במערכת וניעודו סנטימטר קדימה אחד ובחזרה למצב המקורי. הווריאציה מאפס היא הפיגוע. יכולת החזרה היא פשוט הערך הכמותי של התנגשות בורג הכדור.

לאגוז כדור שאינו נטען יש מרווחים פנימיים בין רכיבים, כלומר התנגשות קיימת. לאגוז כדור טוען מראש אין פינוי צירי ולכן מבטל את ההתקפה ובהמשך מגביר את הנוקשות. טעינה מוקדמת גם מגדילה את המומנט הנדרש כדי לסובב את הבורג ונמדד באחוז הטעינה המוקדמת לקיבולת דינאמית (אגוז כדור עם קיבולת דינאמית של 1500 קילוגרם ודירוג טעינה מראש של 10% יש טעינה מוקדמת של 150 קילוגרמים). בדרך כלל משתמשים בברגי כדור חוט דיוק ללא עומס מראש. העמסה מראש של בורג כדור משפרת את יכולת ההחזרה על ידי הסרת הפיגוע, אך אינה משפיעה על הדיוק.

אגוזי כדור טוענים מראש זמינים ברגיים Pure Plus ובחרו מוצרי בורג מדויקים. עלותם גבוהה יותר מאשר אגוזים שאינם נטענים בגלל מורכבות, עיבוד נוסף, הרכבה ואימות/מדידה. ניתן לטעון מראש מכלולי בורג כדור עם תצורות אגוז כפולות או יחיד. ישנם שלושה סוגים עיקריים של טעינה מוקדמת - כדור גדול עם אגוז יחיד (מגע עם 4 נקודות), עופרת דלג על אגוז יחיד (מגע 2 נקודות) ואגוז כפול (מגע 2 נקודות). טעינה מוקדמת של אגוז יחיד שומרת על גודל החבילה הקטן ביותר תוך שמירה על יכולת עומס מלאה. לדלג על אגוזי הכדור המוביל יש מחצית מהיכולת של אגוזים בודדים בגודל דומה, מכיוון שרק מחצית מסבי הכדור נטענים לכל כיוון. מכלולי טעינה מוקדמת של אגוז כפול הם בעלי יכולת עומס זהה לאום יחיד שכן רק אגוז כדור אחד נטען לכל כיוון.

ישנן שיטות רבות לייצור ברגי כדור למרות שהם בדרך כלל מסווגים לשתי קטגוריות - דיוק ודיוק פלוס. המירוץ של בורג כדור מדויק נוצר על ידי תהליך גלגול קר. האגוז מיוצר כדי להתאים ליכולת ביצועי הבורג. גישה זו מספקת דיוק בינוני, בסדר גודל של ± 0.004 in./ft דיוק עופרת על ברגי סדרת סינץ 'הובלה. בורג ואום של ברגי כדור חוט פלוס מדויקים מיוצרים על ידי טחינה מדויקת. ברגי כדור חוט פלוס מדויקים מציעים דיוק גבוה בהרבה של ± 0.0005 אינץ '/דיוק עופרת על ברגים סדרת דיוק פלוס אינץ'. עלות דיוק פלוס ברגי כדור חוט גבוהה יותר מברגי דיוק בגלל זמן עיבוד גבוה יותר.

מערכות החזרת כדור

בדרך כלל משתמשים בשלושה סוגים שונים של מערכות החזרת כדור. צינורות החזרה חיצוניים, המשמשים בדרך כלל בברגי אינץ ', הם חסכוניים וקלים להתקנה, תחזוקה ותיקון. בדרך כלל משתמשים במערכות החזרת כפתור פנימיות על ברגי עופרת נמוכים. הם קומפקטיים, ללא בליטות רדיאליות חיצוניות כדי לסבך את ההרכבה ולהציע פחות רעש ורטט מאשר תשואות חיצוניות. מערכות החזרת כפתור פנימיות משמשות לרוב במגע של 4 נקודות, אגוז יחיד ומכלולי טעינה מוקדמת. בדרך כלל משתמשים בחזרות כובע קצה פנימי על ברגי עופרת גבוהים. הם קומפקטיים ללא בליטות רדיאליות חיצוניות כדי לסבך את ההרכבה. גם הרעש והרטט שלהם נמוכים בהשוואה לתשואות חיצוניות.

בחירת בורג הכדור

מכלול בורג הכדור המספק את יכולת העומס והחיים שצוינו הנדרשים ליישום ספציפי נבחר בצורה הטובה ביותר באמצעות תהליך איטרטיבי. עומס העיצוב, כיוון המערכת, אורך הנסיעה, החיים הנדרשים ומהירות הנדרשת, משמשים לקביעת קוטר ומוליך של מכלול בורג הכדור. לאחר מכן נבחרים רכיבי בורג כדור בודדים על סמך דרישת דיוק וחוזרות דיוק, אילוצים ממדיים, תצורת הרכבה, דרישות כוח זמינות ותנאי סביבה.

התחל על ידי קביעת דיוק המיקום ואת יכולת ההחזרה הנדרשת מהיישום. ברגי כדור אינץ 'מיוצרים בשתי ציונים עיקריים - הובלה ודיוק פלוס. ברגי כדורי תובלה משמשים ביישומים הדורשים רק תנועה גסה או אלה המשתמשים במשוב ליניארי למיקום מיקום. משתמשים בברגי כדור בכדור דיוק פלוס כאשר המיקום המדויק והניתן לחזרה הוא קריטי. ברגי תובלה מאפשרים וריאציה מצטברת גדולה יותר לאורך האורך השימושי של הבורג. ברגים מדויקים בתוספת כיתה מכילים הצטברות של שגיאת עופרת למיקום מדויק לאורך כל האורך השימושי של הבורג.

קבע כיצד יורכב מכלול בורג הכדור למכונה. התצורה של הקצה תומכת ומרחק הנסיעה יכתיב את מגבלות העומס והמהירות של בורג הכדור.

בורג כדור במתח יכול להתמודד עם עומסים עד ליכולת המדורגת של האום. עבור אגוז כדור בדחיסה, השתמש בתרשים העמסת דחיסה הזמין מהיצרן כדי לבחור בקוטר בורג כדור העומד או עולה על עומס העיצוב. כל הברגים עם עקומות העוברים דרך או מעל ומימין לנקודה המתוארת, למשל, מתאימים ליישום הדוגמה הבא. עומסי הדחיסה המתאימים המוצגים בתרשים זה אינם חורגים מהיכולת העומס הסטטית המרבית כפי שניתן בשולחן הדירוג עבור מכלול אגוז הכדור הבודד. לפיכך, באורך של 85 אינץ '(2159 מ"מ), עומס מערכת של 30,000 קילוגרם (133,500 N) ועם קביעות קצה של קצה אחד קבוע והקצה השני נתמך - הבחירה המינימלית היא 1.750 x 0.200 דיוק פלוס אינץ' מכלול בורג הכדור.

חשב את המוליכה של בורג הכדור שיפיק את דרישת המהירות באמצעות הנוסחה הבאה.

עופרת (in.) = TravelRate (פנימה. 1)/סל"ד

קביעת תוחלת חיי היישום

ניתן לחשב את חיי ההרכבה באמצעות דירוג העומס הדינמי שצוין עבור כל אגוז כדור. כל אגוזי הכדור עם עקומות העוברים דרך הנקודה המתוכננת או נמצאים מעל הנקודה המתאימה לדוגמה. תוחלות החיים המתאימות המוצגות בתרשים זה אינן עולות על יכולת העומס הסטטית המרבית כפי שניתן בשולחן הדירוג עבור מכלול אגוז הכדור הבודד. בדוגמה זו, תוחלת חיי היישום (סך הנסיעות) הרצויה היא 2 מיליון אינץ '(50.8 מיליון מ"מ). ואז עומס הפעלה רגיל מקסימאלי הוא 10,000 קילוגרם (44,500 N).

קביעת מהירות קריטית בורג

מהירות בורג קריטית היא המצב בו מהירות הסיבוב של המכלול מגדירה תנודות הרמוניות. המהירות הקריטית תלויה בקוטר השורש של הבורג, באורך הלא נתמך ובתצורת התמיכה הקצה. ברוב תרשימי היצרנים, כל הברגים עם עקומות העוברים דרך או מעל ומימין לנקודה המתוארת מתאימים לדוגמה הבאה. ארבעת הרישומים של קביעות הקצה מראים את תצורות המסבים לתמיכה בפיר מסתובב, והתרשים מציג את ההשפעה של תנאים אלה על מהירות פיר קריטית עבור אורך הבורג הלא נתמך. המהירות המקובלת המוצגת על ידי גרף זה חלות על פיר הברגים שנבחר, ואינן מעידות על המהירות שניתן להשיג על כל מכלולי אגוז הכדור המשויכים.

אם חישובי העומס, החיים והמהירות מאשרים כי מכלול בורג הכדור שנבחר עומד או עולה על דרישות העיצוב, המשך לשלב הבא. אם לא, ברגים בקוטר גדול יותר יגדילו את יכולת העומס ויגדילו את דירוג המהירות. לידים קטנים יותר יפחיתו את המהירות הליניארית (בהנחה של מהירות מנוע קלט קבוע), יגדילו את מהירות המנוע (בהנחה של מהירות לינארית קבועה) ויורידו את מומנט הקלט הנדרש. לידים גבוהים יותר יגדילו את המהירות הליניארית (בהנחה של מהירות מנוע קלט קבוע), יפחיתו את מהירות מנוע הקלט (בהנחה של מהירות לינארית קבועה) ותגדיל את מומנט הקלט הנדרש.

קבע כיצד אגוז הכדור יתממשק ליישום. אוגן אגוז כדור הוא השיטה האופיינית לחיבור אגוז הכדור לעומס. אגוזי כדור מושחל ואגוזי כדור גליליים הם דרכים אלטרנטיביות לספק את הממשק.

אגוזי כדור טוענים מראש יבטלו את התנגשות המערכת ויגבירו את הנוקשות. ערכות מגבים מגנות על המכלול מפני מזהמים ומכילות שימון. ניתן להשיג גם תמיכה ועיבוד קצה לרוב ברגי הכדור.

יש לטפל בזהירות בברגי כדורים לפני ההתקנה המתאימה. זעזועים למסבי הכדור עלולים לפגוע במירוצי הנשיאה דרך ברינלינג או פיצוח. עומסים גבוהים או כיפוף של הבורג יכולים להוביל לכיפוף. חשוב לשמור על המכלול ארוז ומשומנים ומאוחסנים באזור נקי ויבש מכיוון שפסולת וזיהום יכולים לחסום מסלולי מחזור, ולחות או גשם גבוהים עלולים לגרום לקורוזיה.

הרכבה למערכת היא שיקול חשוב נוסף. יש להעמיס את אגוז הכדור ציר בלבד, מכיוון שכל העמסה רדיאלית מצמצמת משמעותית את ביצועי המכלול. המכלול צריך להיות מיושר כראוי גם עם מערכת הכונן, נושאים תומכים ועומס כדי להשיג ביצועים וחיים מיטביים.

שימון בורג כדור

אסור להפעיל את מכלול בורג הכדור ללא שימון נכון. חומרי סיכה שומרים על יתרון החיכוך הנמוך של מכלולי בורג הכדור על ידי צמצום ההתנגדות המתגלגלת בין כדורים לחריצים לחיכוך הזזה בין כדורים סמוכים.

ניתן ליישם שמן בקצב זרימה מבוקר ישירות לנקודת הצורך, והוא ינקה מזהמים כשהוא עובר דרך אגוז הכדור. זה יכול גם לספק קירור. מצד שני, יש צורך במערכת משאבה ומדידה כדי למרוח שמן כראוי, שכן לשמן יש גם פוטנציאל של נוזלי תהליכי זיהום.

גריז פחות יקר ודורש יישום פחות תכוף משמן, והוא אינו מזהם נוזלי תהליכים. מצד שני, קשה לשמור על השומן בתוך אגוז הכדור ויש לו נטייה להצטבר בקצות נסיעת אגוז הכדור, שם הוא מצטבר צ'יפס וחלקיקים שוחקים. אי התאמה של גריז ישן עם גריז סימון מחדש יכולה ליצור בעיה, ולכן חשוב לבדוק את התאימות. עומס הנושא גריז יכול לעזור להאריך את חיי המכלול, אך דירוג העומס הכולל לא ישתנה.