Почему шарико-винтовые передачи?
В последние годы потребность в мини-ШВП стала более очевидной благодаря разговорам с нашими клиентами и отзывам с рынка. В частности, растущий спрос на высококачественные ШВП, которые производятся в США и доступны со склада. В ответ на этот вызов FUYU Linear отреагировала на линейку ШВП диаметром шесть, восемь и десять миллиметров.
FUYU Linear нацелена на применение в медицинской, лабораторной автоматизации и полупроводниковой промышленности. Это некоторые из отраслей, которые, по нашему мнению, будут горячими, поскольку многие роботы, облегчающие автоматизацию, требуют миниатюрных шариковых винтов.
Точность и аккуратность 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 шариковых винтов и того, как они используются в приложении.
Точность определяется винтом и может отражать то, как он был изготовлен. Например, был ли он прокатан или отшлифован? Точность можно сравнить с броском дротика в центр и попаданием в яблочко. С другой стороны, точность определяет гайку и является повторяемостью или тем, как часто система попадает в намеченную цель.
Ориентация шарико-винтовой передачи
Еще один фактор, о котором инженеры склонны забывать, — это ориентация шарико-винтовой передачи. Шарико-винтовые передачи разработаны для наилучшей работы, когда их нагрузки находятся в осевом положении. Причина в том, что обычно есть профильная направляющая, линейный подшипник или направляющая, которая поддерживает нагрузку, в то время как сама шарико-винтовая передача совершает движение.
Как только эта система поворачивается вертикально, направление нагрузки становится однонаправленным с силами, направленными полностью вниз. Это оказывает множественное влияние на конструкцию системы, включая то, как шариковый винт изнашивается во время движения как на скорости, так и на ускорении. Когда устройство движется вверх и вниз, скорость и замедление добавляют дополнительную нагрузку к системе. Результатом может быть подразумеваемая ударная нагрузка внизу, поэтому изменение направления нагрузки становится критически важным для конструкции системы.
Скорость и ускорение шарико-винтовой передачи
Скорость — еще один критический фактор, но ее лучше всего разбить на две части: скорость шариковой гайки и скорость винта. Первая часть относится к самому винту и относится к тому, как быстро будет вращаться винт. Длина винта часто определяет пределы скорости винта. Например, чем длиннее винт, тем больше возможная вибрация. Вибрация в системе приведет к коррозии и сокращению срока службы. Многие проектировщики хотят, чтобы грузы двигались как можно быстрее, чтобы достичь желаемого положения как можно быстрее. К сожалению, существуют ограничения, связанные с винтом, которые необходимо учитывать.
Вторая часть критической скорости относится к гайке. Здесь критическая скорость относится к тому, как быстро гайка может вращаться в пределах системы возврата, и отражает, как быстро внутренние шарикоподшипники рециркулируют. Миниатюрные метрические винтовые сборки от FUYU Linear имеют внутренний возврат, который очень плавный, тихий и способен развивать более высокие скорости гайки.
Рабочие циклы шарико-винтовой передачи
Рабочий цикл сам по себе не слишком критичен. Обычно он больше подходит для обсуждения срока службы винта, которое может стать чрезвычайно сложным при рассмотрении профиля перемещения. Профиль перемещения обычно представляет собой трапециевидное движение, где есть начальное ускорение, затем постоянное движение и, наконец, замедление. Хотя все это очень важно, ускорение является одним из тех элементов, которые обычно игнорируются. Фактически, попытка найти ограничения ускорения шарико-винтовой передачи в справочных материалах чрезвычайно сложна, поэтому он часто ограничивается стандартными полутора G. Это число является скорее ориентиром, поскольку фактические максимальные скорости, ускорение и замедление на самом деле основаны на применении и часто должны определяться экспериментальным путем.
Одной из замечательных особенностей шарико-винтовых передач является их определенный срок службы. Международные стандарты разъясняют, как мы определяем срок службы шарико-винтовой передачи. Для метрик это обычно функция миллиона оборотов, что является нашим сроком службы L10, и где статистически 90% шарико-винтовых передач достигают этого срока службы. В реальности они могут достигать гораздо большего, но теперь есть установленное минимальное значение.
Ход шарико-винтовой передачи
С миниатюрными шариковыми винтами есть несколько различных факторов, связанных с перемещением. В сценариях с коротким перемещением в один или два миллиметра возникают трудности, поскольку шарики не полностью рециркулируют внутри гайки. Определение срока службы шарикового винта в этих обстоятельствах вместе с конструкцией и функцией возвратной системы будет играть решающую роль в том, как это будет работать. Например, для жидкостного насоса требуется чрезвычайно короткий диапазон перемещения от 10 до 100 миллиметров. Этот последний миллиметр перемещения будет испытывать наибольшую силу, создавая возможные проблемы при определении срока службы шарикового винта.
Приложения с большим ходом также могут создавать проблемы. Например, поскольку шестимиллиметровый шариковый винт проходит один метр, критическая скорость и предотвращение провисания становятся важными факторами. Таким образом, между экстремально коротким и длинным ходом лежит середина хода или золотая середина, где ход от 100 до 200 миллиметров является идеальным для этих типов винтов для наилучшего функционирования.
Грузоподъемность шарико-винтовой передачи
Шариковые винты рассчитаны на 100% осевую нагрузку. Если все сделано правильно, шариковый винт прослужит свой срок службы L10. Часто, когда шариковые винты выходят из строя, происходит деформация винта и гайки в результате нагрузки, которая не была правильно выровнена. Радиальная нагрузка или моментная нагрузка на шариковый винт могут повлиять на срок службы L10, снизив грузоподъемность более чем на 90%. Урок здесь в том, что если в каталоге есть расчеты конструкции, которые рекомендуют параллельную опорную конструкцию в пределах определенного параметра, крайне важно придерживаться этого указания.
Время публикации: 23 октября 2023 г.