Bilya geri dönüş sistemleri, Bilyalı vida seçimi ve Bilyalı vida yağlaması.

Belirli bir uygulama için doğru bilyalı vidanın belirlenmesi, makinenin doğruluğunu, tekrarlanabilirliğini ve ömrünü garanti ederken toplam sahip olma maliyetini de en aza indirecektir.

Bilyalı vidalı tahrik, dönme hareketini doğrusal harekete veya tam tersi yönde çevirir ve Ø6.000 inç bilyalı vida tertibatı kullanılarak 750.000 lb'ye kadar statik kapasiteye kadar yüksek itme yüklerini tipik olarak %90'ın üzerinde verimlilikle uygulayabilir veya bunlara dayanabilir. Bilyalı vidalar, çeşitli otomasyon uygulamalarında bileşenlerin ve ürünlerin yönlendirilmesine, desteklenmesine, konumlandırılmasına ve doğru şekilde taşınmasına yardımcı olur.

Bilyalı vidalı tahrik, bir bilyalı vida ve geri dönüşlü bilyalı rulmanlara sahip bir bilyalı somundan oluşur. Vida ile somun arasındaki arayüz, bilyalı vida ve bilyalı somunun içinde eşleşen formlarda dönen bilyalı rulmanlar tarafından yapılır. Bilyalı vida üzerindeki yük çok sayıda bilyalı rulmana dağıtılır, böylece her bir bilya nispeten düşük bir yüke maruz kalır. Bilyalı vidalı tahrik, yuvarlanma elemanları nedeniyle çok düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir ve bu da yüksek mekanik verime eşittir.

Bilyalı vidalar ve kurşun vidalar arasındaki temel fark, sürtünmeyi en aza indirmek ve verimliliği en üst düzeye çıkarmak için bilyalı vidada devridaim yapan bilyalı rulmanların kullanılmasıdır. Bilyalı vidalar kurşun vidalardan daha pahalıdır ancak yüksek yük taşıma, yüksek hızlara ulaşma ve öngörülebilir bir ömür sunma yetenekleri, onları birçok uygulama için ek maliyetlerine fazlasıyla değdirir.

Bilyalı vidalı tahrikler tipik olarak %90'ın üzerinde mekanik verimlilik sağlar, dolayısıyla maliyetleri genellikle azaltılmış güç gereksinimleriyle dengelenir. Bilyalı vidaların artırılmış yük kapasitesi, daha uzun ömrü ve öngörülebilir güvenilirliği kurşun vidalara göre avantajlardır.

Tekrarlanabilirlik ve doğruluk

Doğruluk, bir hareket sisteminin bir komut konumuna ne kadar yaklaştığının bir ölçüsüdür ve beklenen ile gerçek konum arasındaki maksimum hata olarak tanımlanır. Tekrarlanabilirlik, bir konumlandırma sisteminin çalışma sırasında bir konuma geri dönme yeteneği olarak tanımlanır. Bilyalı vidalı sürücüler mükemmel tekrarlanabilirlik (boşluk bilyalı rulman çapına bağlıdır, ancak genellikle 0,005 ila 0,015 inç arasında değişir) ve doğruluk (hassas bilyalı vidalar için ±0,004 inç/ft ve hassas etiketli bilyalı vidalar için ±0,0005 inç/ft) sunar. -artı).

Uç doğruluğu, bilyalı vida doğruluğunun en yaygın ölçüsüdür. Kurşun, dönmeyen bilyeli somunun vidanın 360°'lik tek bir dönüşüyle ​​ne kadar uzağa gideceğini ifade eder. Kurşun doğruluğu, ayak başına veya 300 mm başına izin verilen hareket değişimi (gerçek konum ve teorik konum) olarak ölçülür. Bilyalı vidalar, tüm hareket uzunluğu boyunca kurşun hatası birikimini sıkı bir şekilde kontrol eden hassas artı sınıfıyla birlikte, hassas artı ve taşıma sınıflarında sunulmaktadır.

Boşluk, somun ile vida arasındaki serbest harekettir ve eksenel ve radyal olarak ölçülebilir. Eksenel boşluğu ölçmenin en iyi yolu, vidayı hareketten korumak ve bilyeli somunu eksenel olarak itip çekerek hareketini bir komparatörle ölçmektir. Boşluk, sistemdeki bilyalı somunun üzerine bir kadranlı gösterge konularak ve bunun bir inç ileri ve geri orijinal konumuna sürülmesiyle de ölçülebilir. Sıfırdan sapma, geri tepmedir. Tekrarlanabilirlik basitçe bir bilyalı vidanın boşluğunun niceliksel değeridir.

Önceden yüklenmemiş bilyalı somunun bileşenler arasında iç boşlukları vardır, bu da boşluk olduğu anlamına gelir. Önceden yüklenmiş bilyeli somunun eksenel açıklığı yoktur ve bu nedenle boşluğu ortadan kaldırır ve ardından sertliği artırır. Ön yük aynı zamanda vidayı döndürmek için gereken torku da artırır ve ön yükün dinamik kapasiteye oranıyla ölçülür (1500 lb dinamik kapasiteye ve %10 ön yük oranına sahip bir bilyalı somunun 150 lb dahili ön yükü vardır). Hassas dişli bilyalı vidalar genellikle ön yükleme olmadan kullanılır. Bilyalı vidanın önceden yüklenmesi, boşluğu ortadan kaldırarak tekrarlanabilirliği artırır ancak doğruluğu etkilemez.

Önceden yüklenmiş bilyalı somunlar, hassas artı vidalarda ve seçkin hassas vida ürünlerinde mevcuttur. Karmaşıklık, ek işleme, montaj ve doğrulama/ölçüm nedeniyle maliyetleri önceden yüklenmemiş somunlardan daha yüksektir. Bilyalı vida düzenekleri çift veya tek somun konfigürasyonlarıyla önceden yüklenebilir. Üç ana ön yükleme türü vardır: tek somunlu büyük boyutlu bilye (4 noktalı temas), tek somunlu atlama ucu (2 noktalı temaslı) ve çift somunlu (2 noktalı temaslı). Tek somun ön yüklemesi, tam yük kapasitesini korurken en küçük paket boyutunu korur. Atlamalı bilyalı somunlar, bilyalı rulmanların yalnızca yarısı her yönde yüklendiğinden, benzer boyuttaki tekli somunların kapasitesinin yarısı kadardır. Çift somunlu ön yükleme düzenekleri, her yönde yalnızca bir bilyeli somun yüklendiğinden, tek bir somunla aynı yük kapasitesine sahiptir.

Bilyalı vida üretimi için pek çok yöntem vardır ancak bunlar genellikle iki kategoriye ayrılır: hassaslık ve hassasiyet artı. Hassas dişli bilyalı vidanın yuvası, soğuk haddeleme işlemiyle oluşturulur. Somun, vida performans kapasitesine uyacak şekilde işlenir. Bu yaklaşım, taşıma inç serisi vidalarda ±0,004 inç/ft kurşun doğruluğu düzeyinde orta düzeyde doğruluk sağlar. Precision-plus dişli bilyalı vidaların vidası ve somunu hassas taşlamayla üretilir. Precision-plus dişli bilyalı vidalar, Precision-plus inç serisi vidalarda ±0,0005 inç/ft uç doğruluğu gibi çok daha yüksek bir doğruluk sunar. Hassas artı dişli bilyalı vidaların maliyeti, daha yüksek işlem süresi nedeniyle hassas vidalardan daha yüksektir.

Top dönüş sistemleri

Yaygın olarak üç farklı tipte top dönüş sistemi kullanılmaktadır. Genellikle inç vidalarda kullanılan harici dönüş boruları uygun maliyetlidir ve kurulumu, bakımı ve onarımı kolaydır. Dahili düğme geri dönüş sistemleri genellikle alçak uçlu vidalarda kullanılır. Kompakttırlar, montajı zorlaştıracak harici radyal çıkıntılara sahip değildirler ve harici dönüşlere göre daha az gürültü ve titreşim sunarlar. Dahili düğme geri dönüş sistemleri genellikle 4 noktalı temas, tek somun ve ön yükleme düzeneklerinde kullanılır. İç uç kapağı dönüşleri genellikle yüksek uçlu vidalarda kullanılır. Montajı zorlaştıracak harici radyal çıkıntılar olmadan kompakttırlar. Gürültü ve titreşimleri de dış dönüşlere göre düşüktür.

Bilyalı vida seçimi

Belirli bir uygulama için gereken belirtilen yük kapasitesini ve ömrü sağlayan bilyalı vida düzeneğinin yinelemeli bir süreçle seçilmesi en iyisidir. Bilyalı vida düzeneğinin çapını ve ilerlemesini belirlemek için tasarım yükü, sistem yönelimi, hareket uzunluğu, gerekli ömür ve gerekli hız kullanılır. Bireysel vidalı bileşenler daha sonra doğruluk ve tekrarlanabilirlik gereksinimlerine, boyut kısıtlamalarına, montaj konfigürasyonuna, mevcut güç gereksinimlerine ve çevre koşullarına göre seçilir.

Uygulamanın gerektirdiği konumsal doğruluğu ve tekrarlanabilirliği belirleyerek başlayın. İnç bilyalı vidalar iki ana sınıfta üretilir: Transport ve Precision plus. Taşıma sınıfı bilyalı vidalar, yalnızca kaba hareket gerektiren uygulamalarda veya konumsal konum için doğrusal geri bildirim kullanan uygulamalarda kullanılır. Hassas ve tekrarlanabilir konumlandırmanın kritik olduğu yerlerde Precision-plus dereceli bilyalı vidalar kullanılır. Taşıma sınıfı vidalar, vidanın faydalı uzunluğu boyunca daha büyük kümülatif değişime izin verir. Precision plus dereceli vidalar, vidanın tüm faydalı uzunluğu boyunca hassas konumlandırma için kurşun hatası birikimini içerir.

Bilyalı vida tertibatının makineye nasıl monte edileceğini belirleyin. Uç desteklerinin konfigürasyonu ve hareket mesafesi, bilyalı vidanın yük ve hız sınırlamalarını belirleyecektir.

Gergin bir bilyalı vida, somunun nominal kapasitesine kadar olan yükleri kaldırabilir. Sıkıştırmalı bir bilyalı somun için, tasarım yükünü karşılayan veya aşan bir bilyalı vida çapı seçmek üzere üreticiden temin edebileceğiniz sıkıştırma yükleme tablosunu kullanın. Örneğin çizilen noktanın içinden veya üstünden ve sağından geçen kavisli tüm vidalar aşağıdaki örnek uygulama için uygundur. Bu grafikte gösterilen uygun sıkıştırma yükleri, bireysel bilyalı somun düzeneği için değer tablosunda verilen maksimum statik yük kapasitesini aşmayacaktır. Bu nedenle, 85 inç (2159 mm) uzunlukta, 30.000 lb (133.500 N) sistem yükünde ve bir ucu sabit, diğer ucu desteklenen uç sabitliğinde — minimum seçim 1,750 x 0,200 hassasiyet artı inçtir bilyalı vida tertibatı.

Aşağıdaki formülü kullanarak hız ihtiyacını üretecek vidalı milin ucunu hesaplayın.

Öncülük (inç) = Seyahat Hızı (inç.-1)/dev/dak

Uygulama ömrünün belirlenmesi

Montaj ömrü, her bir bilyalı somun için belirlenen dinamik yük değeri kullanılarak hesaplanabilir. Çizilen noktanın içinden geçen veya bu noktanın üzerinde bulunan eğrilere sahip tüm bilyalı somunlar örnek için uygundur. Bu grafikte gösterilen uygun ömür beklentileri, bireysel bilyalı somun düzeneği için değer tablosunda verilen maksimum statik yük kapasitesini aşmayacaktır. Bu örnekte istenen uygulama ömrü (toplam hareket) 2 milyon inçtir (50,8 milyon mm). Bu durumda maksimum normal çalışma yükü 10.000 lb'dir (44.500 N).

Vida kritik hızının belirlenmesi

Kritik vida hızı, düzeneğin dönme hızının harmonik titreşimler oluşturduğu durumdur. Kritik hız, vidanın kök çapına, desteklenmeyen uzunluğa ve uç destek konfigürasyonuna bağlıdır. Çoğu üretici tablosunda, çizilen noktanın içinden veya üstünden ve sağından geçen eğrilere sahip tüm vidalar aşağıdaki örnek için uygundur. Dört uç sabitlik çizimi, dönen bir şaftı desteklemek için rulman konfigürasyonlarını gösterir ve grafik, bu koşulların desteklenmeyen vida uzunluğu için kritik şaft hızı üzerindeki etkisini gösterir. Bu grafikte gösterilen kabul edilebilir hızlar seçilen vidalı mil için geçerlidir ve ilgili bilyalı somun düzeneklerinin tümünün elde edebileceği hızların göstergesi değildir.

Yük, ömür ve hız hesaplamaları seçilen bilyalı vida grubunun tasarım gereksinimlerini karşıladığını veya aştığını doğrularsa bir sonraki adıma geçin. Aksi takdirde, daha büyük çaplı vidalar yük kapasitesini artıracak ve hız değerini artıracaktır. Daha küçük uçlar doğrusal hızı azaltacak (sabit giriş motor hızı varsayılarak), motor hızını artıracak (sabit doğrusal hız varsayarak) ve gerekli giriş torkunu azaltacaktır. Daha yüksek uçlar doğrusal hızı artıracak (sabit giriş motor hızı varsayılarak), giriş motor hızını azaltacak (sabit doğrusal hız varsayarak) ve gerekli giriş torkunu artıracaktır.

Bilyalı somunun uygulamaya nasıl bağlanacağını belirleyin. Bilyalı somun flanşı, bilyalı somunu yüke bağlamanın tipik yöntemidir. Dişli bilyeli somunlar ve silindirik bilyeli somunlar arayüzü sağlamanın alternatif yollarıdır.

Önceden yüklenmiş bilyalı somunlar sistem boşluğunu ortadan kaldıracak ve sertliği artıracaktır. Silecek kitleri, aksamı kirletici maddelerden korur ve yağlama içerir. Çoğu vidalı mil için rulman destekleri ve uç işleme de mevcuttur.

Bilyalı vidaların doğru kurulumdan önce dikkatli bir şekilde kullanılması gerekir. Bilyalı rulmanlara gelen darbeler, brinelleşme veya çatlama yoluyla rulman yataklarına zarar verebilir. Vidanın aşırı yüklenmesi veya esnemesi bükülmeye neden olabilir. Düzeneğin paketlenmiş, yağlanmış ve temiz, kuru bir alanda saklanması önemlidir çünkü pislik ve kirlilik devridaim yollarını tıkayabilir ve yüksek nem veya yağmur korozyona neden olabilir.

Sistem montajı bir diğer önemli husustur. Herhangi bir radyal yükleme düzeneğin performansını önemli ölçüde azalttığı için bilyeli somun yalnızca eksenel olarak yüklenmelidir. Optimum performans ve ömür elde etmek için tertibatın tahrik sistemi, yatak destekleri ve yük ile de uygun şekilde hizalanması gerekir.

Vidalı yağlama

Bilyalı vida tertibatı asla uygun yağlama yapılmadan çalıştırılmamalıdır. Yağlayıcılar, bilyalar ve oluklar arasındaki yuvarlanma direncini ve bitişik bilyalar arasındaki kayma sürtünmesini en aza indirerek bilyalı vida düzeneklerinin düşük sürtünme avantajını korur.

Yağ, kontrollü bir akış hızında doğrudan ihtiyaç duyulan noktaya uygulanabilir ve bilyalı somunun içinden geçerken kirletici maddeleri temizleyecektir. Aynı zamanda soğutma da sağlayabilir. Öte yandan, yağın proses sıvılarını kirletme potansiyeli de olduğundan, yağın düzgün şekilde uygulanması için bir pompa ve ölçüm sistemine ihtiyaç vardır.

Gres, yağa göre daha ucuzdur ve daha az sıklıkta uygulama gerektirir ve proses sıvılarını kirletmez. Öte yandan, bilyeli somunun içinde gresin tutulması zordur ve bilyalı somunun hareket uçlarında talaş ve aşındırıcı parçacıkların biriktiği yerde birikme eğilimi gösterir. Eski gresin yeniden yağlama gresiyle uyumsuzluğu sorun yaratabilir, bu nedenle uyumluluğun kontrol edilmesi önemlidir. Yük taşıyan bir gres, bir aksamın ömrünü uzatmaya yardımcı olabilir ancak genel yük değeri değişmeyecektir.