Системи повернення кулі, вибір кульового гвинта та змащення кульового гвинта.

Визначення правильного кульового гвинта для даної програми забезпечить точність машини, повторюваність та життя, мінімізуючи загальну вартість власності.

Привід кульового гвинта перекладає обертальний рух на лінійний рух або навпаки, і може застосовувати або витримувати високі навантаження на тягу - вхід 750 000 фунтів статичної ємності, використовуючи Ø6.000 дюймів. Кульові гвинти допомагають керувати, підтримувати, знайти та точно переміщувати компоненти та продукти в різних програмах автоматизації.

Привід кульового гвинта складається з кулькового гвинта та кульової гайки з рециркулюючими кульковими підшипниками. Інтерфейс між гвинтом і гайкою виготовляється кульковими підшипниками, які котиться у відповідних формах у кульковій гвинті та кульковій гайці. Навантаження на кульковий гвинт розподіляється на великій кількості кулькових підшипників, щоб кожна куля піддавалася відносно низькому навантаженню. Через свої котячі елементи, кульовий гвинтовий привід має дуже низький коефіцієнт тертя, що дорівнює високій механічній ефективності.

Ключова відмінність між кульковими гвинтами та свинцевими гвинтами - це використання рециркулюючих кульових підшипників у кульковій гвинті, щоб мінімізувати тертя та максимально ефективність. Кульові гвинти дорожчі, ніж свинцеві гвинти, але їх здатність переносити високі навантаження, досягати швидких швидкостей та доставляти передбачуване життя, щоб вони вартували додаткові витрати для багатьох застосувань.

Кульові гвинтові накопичувачі, як правило, забезпечують механічну ефективність більше 90%, тому їх вартість часто компенсується зменшенням потреб у потужності. Підвищена вантажопідйомність, довший термін експлуатації та передбачувана надійність кульових гвинтів є перевагами над свинцевими гвинтами.

Повторюваність та точність

Точність - це міра того, наскільки тісно система руху наближається до командного положення, і визначається як максимальна помилка між очікуваною та фактичною позицією. Повторюваність визначається як здатність системи позиціонування повертатися до місця під час роботи. Кульові гвинти забезпечують відмінну повторюваність (люфт залежить від діаметра кулькового підшипника, але, як правило, становить від 0,005 до 0,015 дюйма) та точності (± 0,004 дюйма/фт для точних кульових гвинтів і ± 0,0005 дюйма для кульових гвинтів -plus).

Точність свинцю - це найпоширеніша міра точність кульового гвинта. Свинець відноситься до того, наскільки далеко не обертається кульова гайка з одним поворотом на 360 ° гвинта. Точність свинцю вимірюється як допустима зміна ходу (фактична позиція проти теоретичної позиції) на фут або на 300 мм. Кульові гвинти пропонуються в Precision Plus та транспортні оцінки, з точним плюс класом, що щільно контролює накопичення помилок свинцю на повну довжину ходу.

Люфт - це вільний рух між гайкою і гвинтом, і його можна виміряти акційально та радіально. Найкращий спосіб вимірювання осьової реакції - це закріпити гвинт від руху та акційно натиснути і потягнути на кульову гайку, вимірюючи його рух за допомогою індикатора набору. Люфт також можна виміряти, поклавши індикатор набору на кульову гайку в системі і провівши його на один дюйм вперед і назад до початкового положення. Варіація від нуля - це реакція. Повторюваність - це просто кількісне значення люфти кульового гвинта.

Небудова кульова горіх має внутрішні зазори між компонентами, що означає, що існує реакція. Попередньо завантажений кульковий гайок не має осьового кліренсу, і тому усуває зворотний зв'язок і згодом збільшує жорсткість. Preload також збільшує крутний момент, необхідний для перетворення гвинта, і вимірюється відсотком попереднього завантаження до динамічної ємності (кульова гайка з динамічною ємністю 1500 фунтів та попереднього завантаження 10% має внутрішнє попереднє навантаження на 150 фунтів). Кулькові гвинти з точністю, як правило, використовуються без попереднього навантаження. Попереднє завантаження кульового гвинта покращує повторюваність шляхом видалення реакції, але не впливає на точність.

Попередньо завантажені кулькові гайки доступні на гвинтах Precision Plus і вибирають прецизійні гвинтові вироби. Їх вартість вища, ніж непрофільні горіхи через складність, додаткову обробку, складання та перевірку/вимірювання. Збірка кульових гвинтів може бути попередньо завантажена з подвійними або одноразовими конфігураціями гайки. Існує три основні типи попереднього навантаження - одиночний горіховий негабаритний куля (4 -бальний контакт), свинцевий пропускний горіх (2 -кратний контакт) та подвійний гайка (контакт на 2 бал). Попереднє навантаження на один горіх підтримує найменший розмір пакету, зберігаючи повну вантажопідйомність. Кульові гайки пропустіть половину ємності подібних розмірів поодиноких гайок, оскільки лише половина кулькових підшипників завантажується в кожному напрямку. Подвійні гайки попереднього навантаження мають таку ж здатність навантаження, що і одна гайка, що і лише одна кулькова гайка завантажується в кожному напрямку.

Існує багато методів виготовлення кульових гвинтів, хоча вони, як правило, класифікуються на дві категорії - точність та точність плюс. Раса кульового гвинта з точністю створюється в процесі холодного прокатки. Гайка обробляється, щоб відповідати можливості продуктивності гвинта. Цей підхід забезпечує помірну точність, на порядку ± 0,004 дюйма. Гвинт і гайка гвинтів з точним плюс нитки виробляються за допомогою точного шліфування. Кульові гвинти з точним плюсом пропонують значно більшу точність ± 0,0005 дюйма. Вартість гвинтів Precision Plus Thread Ball вище, ніж точні гвинти через більший час обробки.

Системи повернення кулі

Зазвичай використовуються три різні типи систем повернення м'яча. Зовнішні зворотні трубки, як правило, використовуються в дюймових гвинтах, є економічно вигідними та простими в установці, обслуговуванні та ремонті. Системи повернення внутрішніх кнопок зазвичай використовуються на низьких свинцевих гвинтах. Вони компактні, без зовнішніх радіальних виступів, щоб ускладнити монтаж і пропонувати менше шуму та вібрації, ніж зовнішні прибутки. Системи повернення внутрішніх кнопок часто використовуються в 4-бальному контакті, одній гайці та попередніх зборах. Внутрішня кінцева кришка, як правило, використовується на високих свинцевих гвинтах. Вони компактні, без зовнішніх радіальних виступів для ускладнення монтажу. Їхній шум і вібрація також низькі порівняно із зовнішніми віддача.

Вибір кульового гвинта

Збірка кульового гвинта, яка забезпечує вказану вантажопідйомність та термін, необхідний для певної програми, найкраще вибрано за допомогою ітеративного процесу. Для визначення діаметра та виведення кульового гвинтового вузла використовуються навантаження на проект, системну орієнтацію, довжину подорожі, необхідне життя та необхідна швидкість. Потім окремі компоненти кульового гвинта вибираються на основі вимоги точності та повторюваності, розмірів обмежень, конфігурації кріплення, наявних потреб у потужності та умовах навколишнього середовища.

Почніть з визначення позиційної точності та повторюваності, необхідної від програми. Дюймові кульові гвинти виробляються у двох основних класах - транспортування та точність плюс. Кулькові гвинти транспорту використовуються в додатках, що потребують лише грубого руху, або тих, хто використовує лінійний зворотний зв'язок для позиційного розташування. Кулькові гвинти з точним плюсом використовуються там, де точне та повторюване позиціонування є критичним. Транспортні гвинти дозволяють більше кумулятивних варіацій над корисною довжиною гвинта. Гвинти Precision Plus Grade містять накопичення помилки свинцю для точного розташування над усією корисною довжиною гвинта.

Визначте, як буде встановлений куляний гвинтовий збірник у машину. Конфігурація підтримує кінця та відстань подорожі диктуватимуть обмеження навантаження та швидкості кульового гвинта.

Кульовий гвинт в натягу може обробляти навантаження до номінальної ємності гайки. Для кульової гайки в стисненні використовуйте діаграму для завантаження стиснення, доступну у виробника, щоб вибрати діаметр кульового гвинта, який відповідає або перевищує дизайнерське навантаження. Всі гвинти з кривими, які проходять через або вище, і праворуч від побудованої точки, наприклад, підходять для наступного прикладу застосування. Відповідні стиснення навантажень, показані на цьому графіку, не перевищують максимальну ємність статичного навантаження, як наведено в таблиці рейтингу для окремої кульової гайки. Таким чином, на довжину 85 дюймів (2159 мм), системне навантаження на 30 000 фунтів (133 500 Н) і з кінцевою фіксованою фіксованою фіксованою, а інший підтримується - мінімальний вибір - 1,750 х 0,200 Precision Plus дюйм Куровий гвинтовий збірник.

Обчисліть провід кульового гвинта, який спричинить вимогу швидкості, використовуючи наступну формулу.

Свинцю (в.) = TravelRate (в. Мін.-1)/об/хв

Визначення тривалості життя застосування

Життя складання можна обчислити за допомогою динамічного рейтингу навантаження, зазначеного для кожної кульової гайки. Усі кульові гайки з кривими, які проходять через або над побудованою точкою, підходять для прикладу. Відповідні тривалість життя, показані на цьому графіку, не перевищують максимальну ємність статичного навантаження, як наведено в таблиці рейтингу для окремої кульової гайки. У цьому прикладі бажана тривалість життя (загальна подорож) становить 2 мільйони дюйма (50,8 млн мм). Тоді максимальне нормальне робоче навантаження становить 10 000 фунтів (44 500 Н).

Визначення критичної швидкості гвинта

Критична швидкість гвинта - це умова, коли обертальна швидкість складання встановлює гармонічні коливання. Критична швидкість залежить від кореневого діаметра гвинта, непідтримуваної довжини та конфігурації кінцевої підтримки. У більшості діаграм виробників всі гвинти з кривими, які проходять через або вище, і праворуч від побудованої точки підходять для наступного прикладу. На чотирьох кінцевих кресленнях фіксації показані конфігурації підшипників для підтримки обертового валу, а діаграма показує вплив цих умов на критичну швидкість валу для непідтримуваної довжини гвинта. Прийнятні швидкості, показані цим графіком, застосовуються до вибраного гвинтового валу і не свідчать про швидкості, доступні для всіх пов'язаних збігів кульових гайок.

Якщо розрахунки навантаження, життя та швидкості підтверджують, що вибрана кульова гвинтова збірка відповідає або перевищує вимоги до проектування, то перейдіть до наступного кроку. Якщо ні, то гвинти більшого діаметру збільшать вантажопідйомність та збільшать рейтинг швидкості. Менші відводи зменшать лінійну швидкість (припускаючи постійну швидкість вхідного двигуна), збільшить швидкість двигуна (припускаючи постійну лінійну швидкість) та зменшить необхідний вхідний крутний момент. Більш високі відведення збільшать лінійну швидкість (якщо припустити, що постійна швидкість вхідного двигуна), зменшить швидкість вхідного двигуна (припускаючи постійну лінійну швидкість) та збільшить необхідний вхідний крутний момент.

Визначте, як кульова гайка буде взаємодіяти в додаток. Фланець кулькової гайки - це типовий метод прикріплення кульової гайки до навантаження. Ниткоподібні кулькові гайки та циліндричні кулькові гайки - це альтернативні способи забезпечити інтерфейс.

Попередньо завантажені кулькові горіхи усунуть систему реакції та збільшать жорсткість. Набори склоочисників захищають збірку від забруднень і містять змащення. Підшипники та кінцева обробка також доступні для більшості кульових гвинтів.

Перед належною установкою потрібно ретельно обробляти кульки. Поштовхи до кулькових підшипників можуть пошкодити гонки підшипників через бринлінг або розтріскування. Високі навантаження або згинання гвинта можуть призвести до згинання. Важливо тримати збірку упаковано та змащуватися та зберігати в чистому сухому зоні, оскільки сміття та забруднення можуть заклиняти рециркуляційні доріжки, а висока вологість або дощ може спричинити корозію.

Монтаж системи - ще одне важливе значення. Кульова гайка повинна бути завантажена лише осьовою, оскільки будь -яке радіальне навантаження значно знижує продуктивність вузла. Асамблея також повинна бути належним чином узгоджена з приводною системою, піднесеними підставами та завантаженням для досягнення оптимальних показників та життя.

Змащення кульового гвинта

Збірка кульового гвинта ніколи не повинна проходити без належного змащення. Масчітки підтримують низьку перевагу тертя кульового гвинта, мінімізуючи опір кочення між кульками та канавками та ковзанням тертя між сусідніми кульками.

Масло можна застосовувати при контрольованій швидкості потоку безпосередньо до потреби, і воно очистить забруднення, коли вона проходить через кульковий гайок. Це також може забезпечити охолодження. З іншого боку, для належного нанесення нафти необхідна насос та вимірювальна система, оскільки нафта також має потенціал забруднюючих процесів.

Масора є менш дорогою і вимагає менш частого застосування, ніж нафта, і не забруднює технологічні рідини. З іншого боку, жир важко тримати всередині кульової гайки і має тенденцію до нарощування на кінцях руху горіхів з кульором, де він накопичує чіпси та абразивні частинки. Несумісність старого мастила з мастилом повторного змивання може створити проблему, тому важливо перевірити сумісність. Змащення навантаження може допомогти продовжити термін роботи, але загальний рейтинг навантаження не зміниться.