Чому кулькові гвинти?
Останніми роками потреба в міні-кулькових гвинтах стала більш очевидною через розмови з нашими клієнтами та відгуки з ринку. Зокрема, зростає попит на високоякісні кулькові гвинти, виготовлені в США та доступні на складі. У відповідь компанія FUYU Linear відповіла на цей заклик із кульковими гвинтами діаметром шість, вісім і десять міліметрів.
FUYU Linear націлена на застосування в медицині, лабораторній автоматизації та напівпровідниковій промисловості. Ось деякі з галузей, які, як ми вважаємо, будуть гарячими, оскільки для багатьох роботів, які полегшують автоматизацію, потрібні мініатюрні кулькові гвинти.
Кульково-гвинтова точність і точність
У галузі може виникнути певна плутанина щодо термінології, коли йдеться про точність і точність. Часто клієнти називають їх взаємозамінними, але це не так. Насправді це два окремих терміни, які використовуються для визначення кулькових гвинтів і того, як вони використовуються в програмі.
Точність визначається гвинтом і може відображати спосіб його виготовлення. Наприклад, прокатували чи шліфували? Точність можна порівняти з тим, щоб кинути дротик у центр і потрапити в яблучко. З іншого боку, точність визначає нат, і це повторюваність або те, як часто система потрапляє в намічену ціль.
Орієнтація кулькового гвинта
Іншим фактором, про який інженери забувають, є орієнтація гвинта. Кулькові гвинти розроблені для найкращої роботи, коли їх навантаження знаходяться в осьовому положенні. Причина полягає в тому, що зазвичай існує профільна рейка, лінійний підшипник або рейка, яка підтримує навантаження, тоді як сам кульковий гвинт здійснює рух.
Після того, як ця система повернута вертикально, напрямок навантаження стає єдиним напрямом із силами повністю вниз. Це багаторазово впливає на конструкцію системи, зокрема на те, як кульковий гвинт зношується під час руху як на швидкості, так і на прискоренні. Коли пристрій рухається вгору і вниз, швидкість і уповільнення додають додаткового навантаження на систему. Результатом може бути неявне ударне навантаження на дно, тому зміна навантаження стає критичною для конструкції системи.
Шарико-гвинтова швидкість і прискорення
Швидкість є ще одним критичним фактором, але її найкраще розділити на дві частини: швидкість кулькової гайки та швидкість гвинта. Перша частина стосується самого гвинта та вказує на швидкість обертання гвинта. Довжина шнека часто визначає межі швидкості шнека. Наприклад, чим довший гвинт, тим сильніша вібрація можлива. Вібрація в системі призведе до корозії та скорочення терміну служби. Багато дизайнерів хочуть, щоб вантажі рухалися якомога швидше, щоб досягти бажаного положення якомога швидше. На жаль, у гвинта є обмеження, які необхідно враховувати.
Друга частина критичної швидкості стосується гайки. Тут критична швидкість означає, наскільки швидко може обертатися гайка в межах системи повернення, і відображає швидкість рециркуляції внутрішніх кулькових підшипників. Мініатюрні метричні гвинтові вузли від FUYU Linear мають внутрішнє повернення, яке є дуже плавним, тихим і здатним до вищих обертів гайки.
Робочі цикли кулькових гвинтів
Робочий цикл сам по собі не є надто критичним. Зазвичай це більше підходить для обговорення терміну служби гвинта, який може стати надзвичайно складним при розгляді профілю руху. Профіль руху – це зазвичай трапецієподібний рух, де є початкове прискорення, потім постійний рух і, нарешті, сповільнення. Хоча всі вони дуже важливі, прискорення є одним із тих пунктів, яким зазвичай нехтують. Насправді спроба знайти обмеження прискорення кулькової гвинти в довідкових матеріалах надзвичайно складна, тому часто обмежується стандартним півтора G. Ця цифра є радше орієнтиром, оскільки фактичні максимальні швидкості, прискорення та уповільнення насправді залежать від додатків і їх часто потрібно визначати шляхом експериментів.
Однією з чудових переваг кулькових гвинтів є їх визначений термін служби. Міжнародні стандарти пояснюють, як ми визначаємо термін служби кульково-гвинтової передачі. Для метрики це зазвичай функція мільйона обертів, що становить наш ресурс L10 і де статистично 90% кулькових гвинтів досягають цього терміну. Насправді вони можуть досягати набагато більше, але зараз встановлено мінімальне значення.
Кульково-гвинтова переміщення
З мініатюрними кульковими гвинтами існує кілька різних факторів, пов’язаних з подорожами. У сценаріях короткого переміщення в один або два міліметри виникають труднощі, оскільки кульки не повністю рециркулюють усередині гайки. Визначення терміну служби кулькового гвинта за цих обставин разом із конструкцією та функцією системи повернення відіграє вирішальну роль у тому, як це буде працювати. Наприклад, рідинний насос потребує надзвичайно малого діапазону ходу від 10 до 100 міліметрів. Останній один міліметр ходу буде відчувати найбільшу силу, створюючи можливі проблеми, коли справа доходить до визначення терміну служби кулькового гвинта.
Програми для довгих подорожей також можуть створювати проблеми. Наприклад, коли шестиміліметровий кульковий гвинт проходить один метр, критична швидкість і запобігання провисанню стають важливими факторами. Отже, між надзвичайно коротким і довгим ходом лежить середина ходу, або найкраща точка, де 100–200 міліметрів ходу є ідеальним для найкращої роботи цих типів гвинтів.
Кулько-гвинтова навантажувальна здатність
Кулькові гвинти розраховані на 100% аксіальне навантаження. Якщо все зроблено правильно, кульковий гвинт прослужить термін служби L10. Часто, коли кулькові гвинти виходять з ладу, відбувається деформація гвинта та гайки в результаті навантаження, яке не було належним чином вирівняно. Радіальне навантаження або моментне навантаження на кульковий гвинт може вплинути на термін служби L10 через зниження навантажувальної здатності понад 90%. Урок тут полягає в тому, що якщо в каталозі є проектні розрахунки, які рекомендують паралельну опорну структуру в межах певного параметра, дуже важливо дотримуватися цієї вказівки.
Час публікації: 23 жовтня 2023 р