なぜボールねじなのか?
近年、お客様との会話や市場からのフィードバックを通じて、ミニボールねじのニーズがより明確になっています。具体的には、米国製で在庫のある高品質のボールねじに対する需要が高まっています。それに応えて、FUYU Linear は直径 6、8、10 ミリメートルのボールねじシリーズでその要求に応えました。
FUYU Linear は、医療、ラボオートメーション、半導体業界でのアプリケーションをターゲットとしています。これらは、自動化を促進するロボットの多くが小型ボールネジを必要とするため、今後人気が高まると思われる業界の一部です。
ボールねじの精度と精度
業界内では、精度と精度について議論する際に用語に関して混乱が生じることがあります。多くの場合、顧客はそれらを交換可能だと言いますが、実際はそうではありません。これらは実際には、ボールねじとボールねじがアプリケーションでどのように使用されるかを定義するために使用される 2 つの別個の用語です。
精度はネジによって定義され、ネジの製造方法を反映することがあります。たとえば、それは丸められましたか、それとも粉砕されましたか?精度はダーツを中心に向かって投げて的を当てるのに匹敵します。一方、精度は重要な点を定義し、再現性、つまりシステムが意図したターゲットに到達する頻度を表します。
ボールねじの向き
エンジニアが忘れがちなもう 1 つの要素は、ボールねじの向きです。ボールねじは、負荷が軸方向の位置にあるときに最高の性能を発揮するように設計されています。その理由は、ボールねじ自体が動作している間に負荷を支えるプロファイル レール、リニア ベアリング、またはレールが通常存在するためです。
システムが垂直になると、荷重の方向は 1 単位の方向になり、力は完全に下向きになります。これは、速度と加速度の両方での動作中にボールねじがどのように摩耗するかなど、システムの設計に複数の影響を及ぼします。デバイスが上下に移動すると、速度と減速度によってシステムに余分な負荷がかかります。その結果、底部に暗黙の衝撃荷重が生じる可能性があるため、荷重を逆転させることがシステムの設計にとって重要になります。
ボールねじの速度と加速度
速度も重要な要素ですが、ボール ナットの速度とネジの速度の 2 つの部分に分けるのが最適です。最初の部分はネジ自体に適用され、ネジがどれだけ速く回転するかを示します。多くの場合、スクリューの長さによってスクリュー速度の限界が決まります。たとえば、ネジが長ければ長いほど、より多くの振動が発生する可能性があります。システム内の振動は腐食や寿命の低下につながります。多くの設計者は、目的の位置にできるだけ早く到達するために、荷重ができるだけ速く移動することを望んでいます。残念ながら、ネジには対処しなければならない制限があります。
臨界速度の 2 番目の部分はナットに適用されます。ここで、臨界速度とは、リターン システムの制限内でナットがどのくらいの速さで回転できるかを指し、内部のボール ベアリングが再循環する速さを反映します。 FUYU Linear の小型メートルねじアセンブリには、非常にスムーズで静かな内部リターンがあり、より高いナット速度が可能です。
ボールねじのデューティサイクル
デューティ サイクル自体はそれほど重要ではありません。通常、これはスクリューの寿命に関する議論に役立ちますが、移動プロファイルを考慮すると非常に複雑になる可能性があります。移動プロファイルは通常、最初の加速、次に一定の動き、そして最後に減速がある台形に見える動きです。これらはすべて非常に重要ですが、加速は通常無視される項目の 1 つです。実際、参考資料でボールねじの加速度の制限を見つけるのは非常に困難であるため、多くの場合、標準の 1.5 G に制限されます。実際の最大速度、加速度、減速度は実際にはアプリケーションベースであり、多くの場合実験を通じて定義する必要があるため、この数値はガイドラインのようなものです。
ボールねじの優れた点の 1 つは、その寿命が規定されていることです。国際規格では、ボールねじの寿命をどのように定義するかを明確にしています。指標としては、通常、100 万回転の関数であり、これが L10 寿命であり、統計的にはボールねじの 90% がこの寿命に達すると考えられます。実際にはさらに多くの値に達する可能性がありますが、現在は最小値が確立されています。
ボールねじの移動量
ミニチュア ボールねじの場合、移動に関連するいくつかの異なる要因があります。 1 または 2 ミリメートルの短い移動シナリオでは、ボールがナット内で完全に再循環しないため、問題が発生します。このような状況下でのボールねじの寿命を定義することは、リターン システムの設計と機能とともに、そのパフォーマンスに重要な役割を果たします。たとえば、流体ポンプには 10 ~ 100 ミリメートルという極めて短い移動範囲が必要です。最後の 1 ミリメートルの移動に最も大きな力がかかるため、ボールねじの寿命を定義する際に問題が生じる可能性があります。
長距離移動の用途でも問題が発生する可能性があります。たとえば、6 ミリメートルのボールねじが 1 メートル移動する場合、臨界速度とたるみの防止が重要な要素になります。したがって、極端に短い移動量と長い移動量の間には、移動量の中間、つまりこれらの種類のネジが最もよく機能するために 100 ~ 200 ミリメートルの移動量が理想的なスイート スポットがあります。
ボールねじの負荷容量
ボールねじは軸方向に 100% の荷重がかかるように設計されています。正しく行われた場合、ボールねじは L10 の寿命を保ちます。ボールねじが故障すると、適切に位置合わせされていない負荷によってねじとナットが変形することがよくあります。ボールねじにかかるラジアル荷重またはモーメント荷重は、負荷容量が 90% 以上低下するため、L10 の寿命に影響を与える可能性があります。ここでの教訓は、特定のパラメータ内で平行支持構造を推奨する設計計算がカタログにある場合、そのガイドラインに従うことが重要であるということです。
投稿日時: 2023 年 10 月 23 日