Почему шариковые винты?
В последние годы потребность в мини-ШВП стала более очевидной благодаря беседам с нашими клиентами и отзывам участников рынка. В частности, растет спрос на высококачественные ШВП, которые производятся в США и имеются в наличии на складе. В ответ FUYU Linear ответила на этот призыв, выпустив линейку шариковинтовых пар диаметром шесть, восемь и десять миллиметров.
FUYU Linear ориентирована на приложения в медицине, автоматизации лабораторий и полупроводниковой промышленности. Это некоторые из отраслей, которые, по нашему мнению, будут популярными, поскольку для многих роботов, облегчающих автоматизацию, требуются миниатюрные шарико-винтовые передачи.
Точность и точность шарико-винтовой передачи
В отрасли может возникнуть некоторая путаница в терминологии при обсуждении точности и прецизионности. Часто клиенты называют их взаимозаменяемыми, но это не так. На самом деле это два отдельных термина, которые используются для определения ШВП и того, как они используются в приложении.
Точность определяется винтом и может отражать способ его изготовления. Например, он был раскатанный или шлифованный? Точность сравнима с броском дротика в центр и попаданием в яблочко. С другой стороны, точность определяет гайку и является повторяемостью или тем, как часто система достигает намеченной цели.
Ориентация шарико-винтовой передачи
Еще один фактор, о котором инженеры склонны забывать, — это ориентация ШВП. ШВП спроектированы так, чтобы работать лучше всего, когда их нагрузки находятся в осевом положении. Причина в том, что обычно имеется профильная направляющая, линейный подшипник или рельс, который поддерживает нагрузку, пока сама ШВП совершает движение.
Как только эта система поворачивается вертикально, направление нагрузки становится одноединичным, а силы полностью направлены вниз. Это оказывает множественное влияние на конструкцию системы, в том числе на износ ШВП во время движения как на скорости, так и на ускорении. Когда устройство движется вверх и вниз, скорость и замедление создают дополнительную нагрузку на систему. Результатом может стать предполагаемая ударная нагрузка внизу, поэтому изменение направления нагрузки становится критически важным для проектирования системы.
Скорость и ускорение шарико-винтовой передачи
Скорость — еще один критический фактор, но ее лучше всего разделить на две части: скорость шариковой гайки и скорость винта. Первая часть относится к самому винту и относится к тому, насколько быстро он будет вращаться. Длина винта часто определяет пределы скорости винта. Например, чем длиннее винт, тем больше возможна вибрация. Вибрация в системе приведет к коррозии и сокращению срока службы. Многие проектировщики хотят, чтобы грузы перемещались как можно быстрее, чтобы как можно быстрее достичь желаемого положения. К сожалению, у винта есть ограничения, которые необходимо устранить.
Вторая часть критической скорости относится к гайке. Здесь критическая скорость означает, насколько быстро гайка может вращаться в пределах системы возврата, и отражает скорость рециркуляции внутренних шарикоподшипников. Миниатюрные метрические винтовые сборки от FUYU Linear имеют очень плавный, тихий внутренний возврат и способны работать с более высокими скоростями вращения гайки.
Рабочие циклы шарико-винтовой передачи
Рабочий цикл сам по себе не слишком критичен. Обычно это больше подходит для обсуждения срока службы винтов, что может оказаться чрезвычайно сложным при рассмотрении профиля перемещения. Профиль движения обычно представляет собой трапециевидное движение, в котором сначала происходит ускорение, затем постоянное движение и, наконец, замедление. Хотя все это очень важно, ускорение является одним из тех пунктов, которые обычно игнорируются. Фактически, попытка найти ограничения ускорения ШВП в эталонных материалах чрезвычайно сложна, поэтому часто ограничивается стандартными полутора перегрузками. Это число является скорее ориентировочным, поскольку фактические максимальные скорости, ускорение и замедление действительно зависят от приложения и часто должны определяться экспериментальным путем.
Одна из замечательных особенностей ШВП – это их определенный срок службы. Международные стандарты разъясняют, как мы определяем срок службы ШВП. Для показателей это обычно функция миллиона оборотов, что соответствует нашему сроку службы L10, и по статистике 90% ШВП достигают этого срока службы. В действительности они могут достигать гораздо большего, но сейчас существует установленное минимальное значение.
Ход шарико-винтовой передачи
С перемещением миниатюрных ШВП связано несколько различных факторов. При коротких перемещениях в один или два миллиметра возникают трудности, поскольку шарики не полностью циркулируют внутри гайки. Определение срока службы ШВП в этих обстоятельствах, а также конструкция и функционирование системы возврата будут играть решающую роль в том, как она будет работать. Например, жидкостному насосу требуется чрезвычайно короткий диапазон хода — от 10 до 100 миллиметров. Этот последний миллиметр хода будет испытывать наибольшую силу, создавая возможные проблемы, когда дело доходит до определения срока службы ШВП.
Приложения для длительных поездок также могут создавать проблемы. Например, при перемещении шестимиллиметровой ШВП на один метр важными факторами становятся критическая скорость и предотвращение провисания. Таким образом, между очень коротким и длинным ходом находится середина хода, или золотая середина, где ход от 100 до 200 миллиметров идеально подходит для наилучшего функционирования этих типов винтов.
Допустимая нагрузка на шарико-винтовую передачу
ШВП рассчитаны на 100% осевую нагрузку. Если все сделано правильно, шариковый винт прослужит свой срок L10. Часто при выходе из строя шариковых винтов происходит деформация винта и гайки из-за неправильно выровненной нагрузки. Радиальная нагрузка или моментная нагрузка на шарико-винтовую передачу могут повлиять на срок службы L10, снизив несущую способность более чем на 90%. Урок здесь заключается в том, что если в каталоге есть проектные расчеты, которые рекомендуют параллельную опорную конструкцию в пределах определенного параметра, очень важно придерживаться этого правила.
Время публикации: 23 октября 2023 г.