Шарико винтовая пара: THK Global Top | THK Global Top

Содержание

Шарико-винтовые передачи. Базовые сведения. ООО «Акетон»

Тел.: +7 495 278-08-55

Тел.: +7 495 259-09-26

Адрес: 105523, Россия, г. Москва, Щелковское ш., д. 100, корп. 6 (схема)

E-mail: [email protected]

Тел.: +7 495 278-08-55

Тел.: +7 495 259-09-26

Адрес: 105523, Россия, г. Москва, Щелковское ш., д. 100, корп. 6 (схема)

E-mail: [email protected]

Главная
Категории
Механические компоненты
Шарико-винтовые, ролико-винтовые передачи, опоры
Базовые сведения о шарико-винтовых передачах

Шарико-винтовая передача (ШВП, ПВГК — передача винт-гайка качения) представляет собой механизм для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Часто шарико-винтовые передачи используются в качестве приводного механизма в комплекте с линейными направляющими или линейными подшипниками, т.к. рассчитаны только на передачу силы в осевом направлении. Категорически следует избегать воздействия на гайку радиальных сил.

Шарико-винтовая передача состоит из прецизионного накатного или шлифованного винта, гайки с механизмом циркуляции элементов качения и шариков. Таким образом, в отличие от обычной передачи винт-гайка, ШВП использует принцип трения качения, а не трения скольжения. Преимуществами такого подхода являются малый коэффициент трения и, как следствие, возможность использования менее мощного двигателя и меньшего количества смазки, более высокий КПД (свыше 90%), небольшой нагрев в процессе работы, высокая точность позиционирования, и значительно больший эксплуатационный ресурс.

Шарико-винтовые передачи характеризуются такими параметрами как диаметр винта, шаг резьбы, класс точности ШВП и преднатяг. Точность определяет максимально допустимое отклонение хода ШВП на единицу хода. Определяется как правило (N микрон / 300 мм хода). В зависимости от классов точности ШВП можно условно разделить на шарико-винтовые передачи для транспортных применений и прецизионные шарико-винтовые передачи (см. таблицу).

Существует несколько способов создания предварительного натяга в гайке с целью повышения жесткости системы и устранения зазора.

Прецизионная ШВП (шлифованная)	Транспортная ШВП (накатная)
Классы точности: IT 1 (мм 0,006/315) IT 3 (мм 0,012/315) IT 5 (мм 0,023/315)	Классы точности: IT 5 (мм 0,023/315) IT 7 (мм 0,050/315) IT 9 (мм 0,130/315)
Тип гайки: двойная с преднатягом одинарная с преднатягом	Тип гайки: одинарная без преднатяга одинарная безлюфтовая
Примеры использования: — обрабатывающие центры — точное машиностроение — точное приборостроение — робототехника и автоматизация	Примеры использования: — подъемно-транспортное оборудование — оборудование для обработки дерева или пластика

Смазывание шарико-винтовых передач может осуществляться как жидкой смазкой, так и пластичной смазкой.

Перейти в каталоги ШВП
ШВП эконом-класса
Перейти к общему описанию
Перейти к общему списку изделий

Общая информация о ШВП

Что такое шарико-винтовая передача? Принцип работы и типы ШВП

Шарико-винтовая передача, как и ходовой винт, преобразует вращательное движение в поступательное. Устройство состоит из вала с резьбой и шариковой гайки. Последнее устройство движется на винте, поддерживаемом серией шарикоподшипников, которые обеспечивают поверхность качения, а не поверхность скольжения ходового винта. Шарики катятся между гайкой и валом. Поскольку скольжение отсутствует, ШВП работают более эффективно, чем ходовые винты. Это их большое преимущество. КПД ШВП относительно постоянен и обычно лучше 90%.

Шарико-винтовые передачи часто являются первым выбором для решений с линейным перемещением, в частности на станках с ЧПУ, поскольку использование шарикоподшипников с рециркуляцией обеспечивает высокую эффективность, грузоподъемность и точность позиционирования. Кроме того, ШВП обычно обеспечивают равную или лучшую грузоподъемность, чем ходовые винты, и поэтому являются лучшим выбором, когда требования к нагрузке превышают возможности ходового винта.

Одним из недостатков ШВП является то, что они требуют высокого уровня смазки. ШВП всегда следует смазывать надлежащим образом с правильным составом, чтобы предотвратить коррозию, уменьшить трение, обеспечить эффективную работу и продлить срок службы. Люфт, небольшой люфт между несколькими механическими компонентами, можно устранить с помощью предварительной нагрузки.

Характеристики ШВП

Некоторые термины для шарико-винтовой передачи, такие как цепи, повороты, шаг, шаг и начало, широко используются — и используются неправильно — для количественной оценки различных аспектов узлов шарико-винтовой передачи. Хотя эти термины связаны между собой, каждый из них имеет уникальное значение и значение для конструкции и характеристик.

Шаг оборота и шаг резьбы связаны, но имеют разные характеристики. Шаг оборота — это линейное расстояние, пройденное за каждый полный оборот винта, а шаг — это расстояние между резьбой винта. Эти термины часто используются как взаимозаменяемые, и для однозаходных винтов они эквивалентны. Однако для винтов с несколькими заходами не равны. ШВП обычно доступны со средними шагами от 0,200 до 0,500 дюйма / об, хотя существуют изделия с частой спиралью.

Принимая во внимание геометрию винтового узла, имеет смысл, что по мере увеличения шага винта количество дорожек внутри шариковой гайки становится меньше, поэтому меньшее количество шариков несет нагрузку. Хотя более крупные ходовые винты обеспечивают больший ход на оборот и более высокие скорости, их способность обеспечивать высокую грузоподъемность находится под угрозой. Теоретически количество шариковых дорожек может быть увеличено за счет удлинения шариковой гайки, но производственные ограничения и ограничения на длину шариковой гайки делают это решение непрактичным.

Цепи и повороты — тоже связанные понятия. Шаровая цепь — это замкнутая цепь рециркулирующих шаров. «Обороты» относятся к количеству ходов, которые шарики совершают вокруг вала шнека перед рециркуляцией. На соотношение цепей и витков влияет метод рециркуляции. Возврат шарика, использующий дефлектор или метод перехода от резьбы к резьбе, рециркулирует каждый виток шариков индивидуально. Следовательно, количество витков равно количеству цепей.

Когда шарики возвращаются по внутреннему каналу или внешней трубе, рециркулирующие шарики могут пересекать несколько ниток, поэтому одна цепь может иметь несколько витков шарика. То есть шарики совершают несколько обходов вокруг вала шнека перед тем, как рециркулировать. В сборках многозаходной шарико-винтовой передачи обычно используется метод рециркуляции с внутренним каналом (на фото). Они могут быть разработаны для нескольких контуров за счет включения более одного внутреннего рециркуляционного канала в корпусе гайки.

Метод рециркуляции с внутренним каналом

КАК РАБОТАЕТ ШВП?

Шарико-винтовая передача в сборе

Узел шарико-винтовой передачи состоит из винта и гайки, каждая из которых имеет соответствующие винтовые канавки, и шариков, которые катятся между этими канавками, обеспечивая единственный контакт между гайкой и винтом. При вращении винта или гайки шарики отклоняются дефлектором в систему возврата шариков гайки, и они проходят через систему возврата к противоположному концу шариковой гайки по непрерывному пути. Затем шарики выходят из системы возврата шариков в дорожки качения ШВП и гайки, чтобы рециркулировать в замкнутом контуре.

Узел шариковой гайки

Шариковая гайка определяет нагрузку и срок службы шарико-винтовой передачи. Отношение количества резьбы в контуре шариковой гайки к количеству резьбы шарико-винтовой передачи определяет, насколько раньше шариковая гайка достигнет усталостного разрушения (износа), чем шарико-винтовая передача.

Шариковые гайки изготавливаются с двумя типами систем возврата шара.

(а) Внешняя система возврата шарика. В системе возврата этого типа шар возвращается к противоположному концу контура через трубку возврата шара, которая выступает над внешним диаметром шариковой гайки.

Внешняя система возврата шарика

(b) Внутренняя система возврата шара (существует несколько вариантов системы возврата этого типа) Шарик возвращается через стенку гайки или вдоль нее, но ниже внешнего диаметра.

Пример (1): У некоторых производителей есть схемы с одним оборотом, в которых шарики вынуждены перевыливаться через гребень резьбы на винте системой возврата. Это известно как система внутреннего возврата с перекрестным дефлектором. В шаровых гайках с перекрестным дефлектором шарики совершают только один оборот вала, и цепь замыкается шаровым дефлектором (B) в гайке (C), позволяя шарику проходить между соседними канавками в точках ( А) и (D).

Схем с одним оборотом

Пример (2): Внутренняя система возврата шара.

Внутренняя система возврата шара в ШВП

В системе возврата этого типа шар возвращается к противоположному концу контура через стенку гайки или вдоль нее, но ниже внешнего диаметра через V-образный колпачок.

Пример (3): тангенциальная система внутреннего возврата шара.

Тангенциальная система внутреннего возврата шара в ШВП

Для работы на высоких скоростях или высоких нагрузках используется система тангенциального шарикового возврата. Это обеспечивает очень плавный поток шариков на любой скорости в ограниченном пространстве. Это очень прочная система возврата шара, которая также используется в решениях с высокими нагрузками.

D. Узел вращающейся шариковой гайки

Когда длинная шарико-винтовая передача вращается с высокой скоростью, она может начать вибрировать, как только коэффициент гибкости достигнет естественной гармоники для этого размера вала. Это называется критической скоростью и может сильно сказаться на сроке службы ШВП. Безопасная рабочая скорость не должна превышать 80% критической скорости винта.

Тем не менее, для некоторых задач требуются валы большей длины и высокие скорости. Вот где нужна вращающаяся шариковая гайка. Как правило для этого изготавливаются специальные системы ШВП.

Специальные ШВП

Характеристики шарико-винтовой передачи продолжают улучшаться благодаря усовершенствованию методов производства и материалов. ШВП нового поколения имеют более высокую грузоподъемность, а это означает, что они все чаще используются для приложений с более высокими нагрузками, а также в более сложных условиях окружающей среды. Следовательно, рост числа приводов с шариковинтовой передачей, заменяющих традиционные методы гидравлического привода в некоторых приложениях с большим усилием.

Новые конструкции шарико-винтовой передачи также могут лучше противостоять суровым условиям, таким как экстремальные температуры, высокий уровень твердых частиц, воздействие химикатов и промывки под высоким давлением, а также удары и вибрация.

С ростом количества вариантов продукции инженеры ищут новые инструменты и услуги, которые помогут упростить процесс выбора шарико-винтовой передачи. Производители предлагают инструменты для определения размеров и выбора продукта, а также услуги по индивидуальному дизайну.

Условия работы ШВП

Ходовой винт с шарикоподшипником работает практически без трения. Нагрузка между винтом и гайкой осуществляется шарикоподшипниками, которые обеспечивают единственный контакт между гайкой и винтом. Узел шарико-винтовой передачи будет работать либо с гайкой, вращающейся вокруг винта, либо с винтом, вращающимся через гайку. На вашем предприятии можно выполнить простую проверку работоспособности:

Убедитесь, что винт чистый и слегка смазан маслом.
Вручную поверните гайку вокруг фиксированного винта. Гайка должна вращаться плавно, без заедания и зависания. Не следует путать заедание с шариками, которые сжимаются, когда они входят в дорожку качения, проходя под нагрузкой между гайкой и винтом из возвратной системы. Заедание или зависание (трапеция) приводит к скольжению мячей, образованию плоских пятен на шарах, и гайка в конечном итоге блокируется. В тяжелых случаях шарики скольжения могут повредить дорожки качения винта и не подлежат ремонту.

Крутящий момент и предварительная нагрузка

Крутящий момент для привода нагрузки так же важен, как и все другие факторы, связанные с конструкцией шарико-винтовой передачи. Эти факторы взаимосвязаны в исходном макете дизайна.

Высокая предварительная нагрузка обеспечивает более высокую точность позиционирования и высокую жесткость системы, но увеличивает момент сопротивления. Превышение предварительного натяга увеличивает момент сопротивления быстрее, чем жесткость, и приводит к снижению срока службы винта. Высокий предварительный натяг может привести к неточному позиционированию. Высокая предварительная нагрузка также будет способствовать сбоям в электросети. Низкий предварительный натяг обеспечивает низкую жесткость системы и низкий крутящий момент сопротивления, что приводит к низкой точности системы.

Центровка ШВП, несоосность и приложение нагрузки

Точное совмещение крепления шейки шарико-винтовой передачи с шариковой гайкой необходимо для длительного срока службы и точности позиционирования. Радиальные, изгибающие или опрокидывающие нагрузки, прикладываемые к ШВП, сокращают срок службы узла и его упорных подшипников. Радиальное смещение шарико-винтовой передачи приводит к увеличению крутящего момента по мере приближения шариковой гайки к опорам подшипника. Изгибающие или опрокидывающие нагрузки вызывают грубую работу и шум. Радиальные, изгибающие или переворачивающие нагрузки отрицательно влияют на точность позиционирования.

Неправильная регулировка следующего приведет к перегрузке шарико-винтовой передачи и гайки в сборе и будет способствовать отказу шарико-винтовой передачи и низкой точности позиционирования.

Техническое обслуживание ШВП (смазка и чистота)

ШВП должен быть должным образом смазана и всегда содержаться в чистоте. В противном случае его жизнь сократится. Когда шарико-винтовые пары не смазываются, срок службы уменьшается на 85 процентов. Смазка снижает трение, предотвращает коррозию и позволяет ШВП работать более эффективно. И масло, и консистентная смазка используются для смазки. Смазка обычно не используется при низких температурах или высоких скоростях. Графитовая смазка или консистентная смазка со взвешенными твердыми частицами никогда не используются, потому что они имеют тенденцию засорять систему возврата шара.

Подача масла должна всегда обеспечивать легкую пленку чистого масла с уровнем фильтрации три микрона или меньше. Смазка, загрязненная грязью и стружкой, увеличивает трение. Шарики, перемещающиеся по металлической стружке в дорожке качения резьбы шара, вызывают «растрескивание» и выход из строя шарико-винтовой передачи.

Используйте смазочные материалы, рекомендованные производителем станка. Как и в случае любой высокоточной сборки, загрязнение стружкой, грязью или другими посторонними предметами вызовет и, в конечном итоге, вызовет выход из строя шарико-винтовой передачи. Ограниченную защиту обеспечивают уплотнения или сальники. Если в окружающей среде высока концентрация загрязняющих веществ, рекомендуется использовать сильфоны или телескопические крышки. Периодическая проверка чистоты и смазки продлит срок службы ШВП.

Шарико-винтовая передача Rockford — инновационные решения для линейного перемещения

Шарико-винтовая передача

Флагманский продукт RBS, шарико-винтовая передача, состоит из винта, который вращается на шарикоподшипниках. Совпадающие спиральные канавки на винте и гайке обеспечивают рециркуляцию подшипников, что позволяет эффективно преобразовывать угловое движение в линейное и наоборот. ШВП доступны в стандартных и метрических размерах.

Узнать больше

Продукция с направляющими

Профильные направляющие RBS обеспечивают точное, стабильное и плавное линейное направление в широком диапазоне скоростей, нагрузок, условий и требований к пространству. Они доступны в нескольких размерах и длинах в соответствии с требованиями заказчика.

Узнать больше

Обслуживание и ремонт

Наша сервисная команда готова предоставить бесплатную всестороннюю оценку, подкрепленную обратным проектированием и анализом характера отказа. Наша ремонтная бригада предлагает один из самых быстрых сроков выполнения работ в отрасли, сокращая время простоя оборудования и экономя до 70% затрат на замену новым продуктом.

Подробнее

Настройка продукта

Инженерная задача? Чтобы облегчить ваши усилия по проектированию, доступны 2D- и 3D-файлы CAD, которые помогут вам указать наш продукт.

Конфигурация шарико-винтовых пар

Конфигурация линейных направляющих

Дюймовые шарико-винтовые пары

Наш флагманский продукт, который поддерживает движение производства, производства и людей.

Подробнее

Метрические шарико-винтовые передачи

Минимизируйте занимаемую площадь, достигая бесшумной и плавной работы.

Узнать больше

Шарико-винтовые пары свободного хода

Устраняет необходимость в концевых выключателях и других типах упоров.

Подробнее

Винты ACME

Идеально подходят для преобразования углового/вращательного движения в линейное/поступательное движение.

Узнать больше

Крепления подшипников

Обеспечивают опору и поглощают радиальные и осевые силы.

Подробнее

Профильные направляющие

Точные, стабильные и плавные в широком диапазоне условий и требований.

Узнать больше

Истории применения

Наша продукция используется во многих коммерческих, промышленных и потребительских целях.

Обзор историй

Сборка

Знание продукта, специализированное оборудование и крепления обеспечивают готовые к использованию сборки.

Подробнее

Машиностроение

Используйте многолетний опыт работы с процессами и материалами, чтобы воплотить в жизнь решения по движению.

Узнать больше

Индивидуальные решения

Мы можем работать с вами, чтобы создать уникальное решение для линейного перемещения для вашего конкретного приложения.

Подробнее

Технические статьи

6 июня 2022 г.

6 июня 2022 г.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ VS. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ

Шарико-винтовые передачи Rockford обеспечивают нашим клиентам возможность поднимать, размещать, удерживать и поддерживать грузы в различных промышленных приложениях. Мы поддерживаем морские приложения, поставляя надежные стандартные шарико-винтовые пары и узлы свободного хода с короткими сроками поставки и конкурентоспособными ценами.

12 марта 2021 г.

Предотвращение выхода из строя шарико-винтовой передачи за счет правильной конструкции и профилактического обслуживания

Шарико-винтовые пары используются в широком спектре линейных перемещений в различных отраслях промышленности. Они являются одним из наиболее экономичных способов преобразования вращательного движения в точное линейное движение и могут перемещать тяжелые грузы на высоких скоростях с исключительной точностью. Несмотря на то, что эти устройства обеспечивают многочасовую бесперебойную работу, они должны быть правильно подобраны, установлены и регулярно обслуживаться, чтобы избежать простоя системы и преждевременного выхода из строя.

Просмотреть все

О шарико-винтовой передаче Rockford

Шарико-винтовая передача Rockford является лидером в производстве шарико-винтовых пар и линейных направляющих, обслуживая клиентов на самом современном оборудовании и обеспечивая индивидуальное обслуживание клиентов на каждом этапе пути. В дополнение к решениям, разработанным по индивидуальному заказу, RBS предлагает обширную линейку продуктов с одним из самых больших запасов шарико-винтовых пар и винтов ACME в отрасли.

Подробнее

Шарико-винтовые пары и шарико-винтовые пары в сборе

Наша шарико-винтовая передача состоит из винта и гайки, каждая из которых имеет соответствующие спиральные канавки. Шарики катятся между этими канавками, обеспечивая контакт между гайкой и винтом. Эти подшипники с рециркуляцией позволяют устройству работать с чрезвычайно высокой эффективностью и отличной номинальной статической и динамической грузоподъемностью. марки нержавеющей стали доступны в стандартных и метрических размерах.

Наши шарико-винтовые пары обеспечивают решения для линейного перемещения в различных отраслях промышленности, включая:

Строительство зданий, подъем тяжелых грузов, транспорт, судостроение, медицина, упаковка продуктов питания, энергетика

Определения и формулы

Винт с шарикоподшипником — это просто винт, который вращается на шарикоподшипниках . Винт и гайка имеют совпадающие спиральные канавки или дорожки, и шарикоподшипники рециркулируют в этих дорожках. Физического контакта между винтом и гайкой нет. Когда винт или гайка вращается и катящиеся шарики достигают заднего конца гайки, они отклоняются или направляются от этого «шагового» контакта с помощью возвратной трубки и возвращаются к переднему концу цепи. Там цикл возобновляется, и шары непрерывно циркулируют.

Большой диаметр
(Диаметр поверхности) Внешний диаметр резьбы.
Малый диаметр
(Диаметр корня) Диаметр вала винта, измеренный в нижней части дорожки шариковой резьбы. Этот диаметр используется при расчетах нагрузки на колонну и критической скорости. Небольшой диаметр также является важным фактором при выборе опорного подшипника.
Шаговый диаметр шарика
(Диаметр окружности шарика) Теоретический цилиндр, проходящий через центр шариков, когда они соприкасаются с шариковым винтом и шариковой гайкой.
Свинец
Осевое расстояние, которое винт или гайка проходит за один оборот.

Ошибка провода
(Точность) Разница между фактически пройденным расстоянием по сравнению с теоретическим ходом на основе шага винта. Погрешность шага для стандартного винта не превышает +/-0,007 дюйма на фут, а для винта премиум-класса не превышает +/-0,003 дюйма на фут. Погрешность шага накапливается в зависимости от фактической длины резьбы шарико-винтовой передачи. Ссылка Класс 7-8 ANSI B5.48-1977. Могут быть предоставлены диаграммы шага, описывающие постепенное смещение отклонения шага (по запросу). Эти инкрементальные смещения можно вводить в контроллеры движения для компенсации ошибки опережения.
Подходящие выводы
(Синхронные винты) Используется, когда несколько винтов закручиваются одним приводом, чтобы синхронизировать винты. В основном ошибки шага согласовываются на заводе, чтобы свести к минимуму несоосность во время хода. Обратитесь к производителю за дополнительной информацией о согласованных проводах.

Шаг
Расстояние от одной резьбы на винте до соответствующей точки на следующей резьбе, параллельной оси винта. Шаг равен шагу однозаходных винтов.
Винтовой пуск
Количество независимых витков на валу винта. Ход винта рассчитывается путем деления количества витков на дюйм на количество заходов.
Селективная посадка
Процесс выбора уникального размера шарика для уменьшения люфта до 0,001 дюйма.
Материалы и твердость
Большинство винтов и гаек изготовлены из легированной стали и закалены минимум до Rc 56. Наши модели из нержавеющей стали изготовлены из дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали 17-4ph с минимальной поверхностной твердостью Rc 38. Возможна поставка специальных материалов, свяжитесь с заводом.
Прямолинейность винтов
Прямолинейность шнека чрезвычайно важна для минимизации вибрации шнека. Наш шток шариковинтовой пары прямой до 0,010 дюйма на фут, но не более 0,025 дюйма по всей длине. Мы можем удерживать прямолинейность обработанных винтов до 0,002 дюйма на фут (зависит от диаметра и длины винта).

Диапазон температур
Диапазон температур для наших шарико-винтовых пар составляет от -65ºF. (-54ºC) и 300ºF. (149ºC) с подходящими смазочными материалами.
Смазка
Смазка необходима для достижения оптимального срока службы шарико-винтовой передачи. Расчетный срок службы шарико-винтовых пар без смазки может сократиться до 90 %. В целом применяются стандартные методы смазывания антифрикционных подшипников качения. Можно использовать консистентную смазку, масло или сухую пленочную смазку. Многие шариковые гайки оснащены смазочным портом 1/8-27NPT, выточенным в корпусе гайки. Для моделей, не имеющих заводского отверстия для смазки, обратитесь к производителю за рекомендациями по нанесению смазки.

Отделка шарико-винтовой передачи
Отделка шарико-винтовой передачи представляет собой черное оксидное покрытие, помогающее предотвратить коррозию во время транспортировки и кратковременного хранения. Долговременная коррозионная стойкость достигается за счет свойств ингибитора ржавчины винтовой смазки. В приложениях, подверженных экстремальным условиям, могут применяться дополнительные покрытия, такие как никель, твердый хром, цинк и другие. Свяжитесь с шарико-винтовой передачей Rockford для получения подробных спецификаций.

Люфт
Осевое свободное движение между гайкой и винтом. Он определяет количество потерянного движения между гайкой и винтом при горизонтальном применении. Люфт на стандартных гайках составляет от 0,005 до 0,015, в зависимости от размера винта.
Предварительная загрузка
Способ устранения люфта в ШВП. Это достигается за счет использования одной группы шариковых канавок напротив другой для устранения люфта. Предварительная нагрузка увеличивает жесткость (сопротивление прогибу) и обеспечивает точное позиционирование с очень небольшим увеличением приложенного крутящего момента или снижением грузоподъемности.
Шарико-винтовая передача Rockford Шарико-винтовые пары с предварительным натягом состоят из двух стандартных шариковых гаек, соединенных регулируемым пакетом предварительного натяга, содержащим буртик, муфту и конические или волновые пружины. Пакет предварительного натяга был разработан для создания осевого разделяющего усилия между соседними шариковыми гайками, тем самым создавая необходимый предварительный натяг. Предварительно нагруженные шарико-винтовые пары требуются, когда необходимо поддерживать точность и повторяемость позиционирования.
Регулируемый предварительный натяг может быть установлен в диапазоне от 10 % (рекомендуется) до 30 % (максимум) номинальной динамической нагрузки. Оставаясь в этом диапазоне, узлы демонстрируют небольшую потерю грузоподъемности или срока службы.
Три приведенных ниже примера предварительного натяга иллюстрируют влияние размера и направления нагрузки на предварительно нагруженные узлы. Примеры важны при выборе размера предварительного натяга и необходимого усилия предварительного натяга. Направление нагрузки влияет на жесткость шарико-винтовой передачи и потенциальный люфт.
Эффективность
Выражается в процентах и представляет собой способность шарико-винтовой пары преобразовывать крутящий момент в осевое усилие с минимальными механическими потерями. Шарико-винтовые пары Rockford работают с эффективностью более 90%.
Срок службы шарико-винтовой передачи
(Ожидаемый срок службы) Выражается как суммарный пробег в дюймах при постоянной номинальной осевой нагрузке (при надлежащей смазке и чистой окружающей среде) до появления первых признаков усталости (1 000 000 дюймов при указанных номинальных нагрузках). Срок службы шарико-винтовой пары оценивается аналогично шарикоподшипникам (L10). Рейтинг долговечности L10 означает, что 90 % винтов из аналогичной группы достигают этого срока службы. Хотя 10% не достигнут жизни, 50% могут превысить жизнь в 5 раз.
Прикладная динамическая нагрузка
Каждое уникальное приложение должно быть оценено таким образом, чтобы ВСЕ компоненты силы были реализованы и учтены. Компоненты силы могут включать: вес скользящего механизма (если он вертикальный), вес скользящего механизма, умноженный на коэффициент трения скольжения (если он горизонтальный), любые прямые силы, препятствующие линейному движению (например, нагрузки при резке инструмента), и любые другие применимые компоненты силы.
P = Приложенная динамическая нагрузка (фунты)
W∫ = Вес скользящей нагрузки (фунты)
µ = коэффициент трения скольжения
(=1, если ориентация груза вертикальная)
Fp = Силовой компонент толкает непосредственно на
механизм скольжения
Коэффициент трения скольжения для приложений с невертикальной нагрузкой
Сталь на стали ~. 58
Сталь на стали (со смазкой) ~.15
Алюминий на стали ~.45
Гибб Уэйс ~.50
Шлепанцы «ласточкин хвост» ~.20
Линейный подшипник (шариковые втулки)
Эквивалентная нагрузка
Этот расчет используется в приложениях, где нагрузка не является постоянной на протяжении всего хода. Эту эквивалентную нагрузку можно использовать в расчетах срока службы. В тех случаях, когда колебания нагрузки незначительны, используйте максимальную нагрузку для консервативного расчета срока службы. Обратите внимание, что требования к крутящему моменту привода и мощности в лошадиных силах всегда должны основываться на наибольшей возникающей осевой нагрузке.
Срок службы при нагрузках
(Кроме номинального) На основе коэффициента обратного куба в том, что при работе с нагрузкой, равной 1/2 номинальной, срок службы увеличивается в 8 раз, а при нагрузке, вдвое превышающей номинальную, срок службы увеличивается на 1/8.
Расчетный срок службы
Целевой расчетный срок службы — это количество дюймов, которое пройдет шарико-винтовая передача в течение желаемого срока службы машины. Как правило, в конечном итоге это выражается в годах жизни, но нам нужно сравнить дюймы пути с дюймами расчетной жизни.
3 9000 метод, которым концы винтов поддерживаются. Конечная фиксация в основном описывает конфигурацию подшипника, используемого для поддержки оси вращения винта. Комбинации конечной фиксации определяются в результате расчетов критической скорости, нагрузки на колонну и жесткости системы. Существует три основных стиля фиксации концов, которые можно использовать в четырех комбинациях. Стили концов: «Свободный» (без поддержки), «Простой» (поддержка в одной точке) и «Фиксированный» (разнесенные опорные точки).
Критическая скорость
Критическая скорость — это теоретическая линейная скорость (дюймы в минуту), которая возбуждает собственную частоту винта. При приближении скорости шнека к собственной частоте (критической скорости) вал шнека начинает резонировать, что приводит к чрезмерной вибрации. Результирующий резонанс может возникнуть независимо от того, вращается ли винт или гайка или независимо от ориентации винта. R/B/S рекомендует ограничивать максимальную линейную скорость до 80 % расчетного значения критической скорости.
Cs = критическая скорость (дюймы/мин.)
Dmin = внутренний диаметр (корень) винта (дюймы)
SL = шаг винта (дюймы)
L = Расстояние между опорами подшипника
Fe = конечная переменная фиксации
= 0,36 для конфигурации фиксированной и свободной поддержки
= 1,00 для простой-простой конфигурации
= 1,47 для простой фиксированной конфигурации
= 2,23 для фиксированной-фиксированной конфигурации
Fs = фактор безопасности (рекомендуется 80%)
Нагрузочная способность колонны
Прочность на нагрузку колонны — это способность вала винта выдерживать сжимающие усилия. Основной предел возникает, когда сжимающая нагрузка превышает упругую устойчивость вала винта. Превышение нагрузки на колонну приведет к изгибу и короблению винта. Этот вид отказа может произойти только тогда, когда вал винта находится в сжатии и никогда не в растяжении. R/B/S рекомендует ограничивать максимальную сжимающую нагрузку до 80% от расчетной нагрузки на колонну.
Pc = максимальная нагрузка на колонну (фунты)
Dmin = внутренний диаметр (корень) винта (дюймы)
L = Расстояние (макс.) между нагрузкой и сжатым подшипником (дюймы)
Fe = конечная переменная фиксации
= 0,25 для конфигурации фиксированной и свободной поддержки
= 1,00 для простой-простой конфигурации
= 2,00 для простой фиксированной конфигурации
= 4,00 для фиксированной-фиксированной конфигурации
Fs = фактор безопасности (рекомендуется 80%)
Крутящий момент привода
Приводной крутящий момент — это величина крутящего момента (дюйм-фунт), требуемая шарико-винтовой передачей для перемещения груза. Этот крутящий момент не учитывает инерционную нагрузку, необходимую для ускорения.
Коэффициент трения скольжения для
приложения с невертикальной загрузкой
Сталь на стали ~.58
Сталь на стали (со смазкой) ~.15
Алюминий на стали ~.45
Гибб Уэйс ~.50
Шлепанцы «ласточкин хвост» ~.20
Линейный подшипник (шариковые втулки)
Крутящий момент заднего привода
Крутящий момент, создаваемый через вал винта осевой нагрузкой на шариковую гайку. ШВП могут работать накатом или обратным ходом благодаря высокому КПД механизма (90%). Если обратное движение неприемлемо, для удержания нагрузки потребуется метод противодействия опрокидывающему системному крутящему моменту, например, тормоз. Если желательна обратная закрутка, ход винта должен составлять не менее 1/3 диаметра винта. В идеале шаг должен быть равен диаметру винта. Этот расчетный крутящий момент представляет собой минимальный тормозной момент, необходимый для удержания груза на месте.
Момент предварительной нагрузки
Дополнительный крутящий момент, необходимый для преодоления фрикционных составляющих силы предварительного натяга. Этот дополнительный крутящий момент (дюйм-фунт) необходимо добавить к крутящему моменту привода, чтобы рассчитать требуемый крутящий момент для постоянной скорости.
Требования к питанию
Мощность (л. с.) привода шарико-винтовой передачи зависит от требуемого крутящего момента привода и числа оборотов двигателя. Мощность в лошадиных силах следует рассчитывать на основе максимального крутящего момента, необходимого во время хода или цикла. Наибольшие крутящие моменты обычно возникают при ускорении из-за инерционной нагрузки.
Комплекты салфеток
Комплекты грязесъемников доступны для всех стандартных моделей шарико-винтовых пар. Нейлоновый щеточный очиститель предназначен для предотвращения попадания крупных частиц в шариковую гайку. Однако в суровых условиях рекомендуется использовать чехлы или сильфоны для закрытия винта. Свяжитесь с компанией Rockford Ball Screw для получения дополнительной информации о корпусах.
На страницах наших продуктов подробно описывается тип крепления грязесъемника для каждой модели с шариковой гайкой. Для грязесъемников щеток может потребоваться крепление, поставляемое заказчиком, главным образом на конце шариковой гайки с V-образной резьбой (на моделях, не имеющих внутренних грязесъемников и стопорных колец). Штампованный фиксатор фланца доступен для многих моделей, которые не имеют внутренних стопорных колец для крепления грязесъемника (доступные размеры см. на страницах с данными).
Монтажные фланцы
Если вместо стандартной V-образной резьбы на корпусе шариковой гайки используется монтажный фланец, он должен быть закреплен постоянно, чтобы предотвратить отсоединение во время работы. Двумя стандартными способами фиксации фланца являются закрепление штифтом и крепление с помощью установочного винта. Также можно использовать имеющиеся в продаже клеи для фиксации резьбы (только при малых нагрузках). Всегда рекомендуется, чтобы штифты фланца выполнялись на заводе, чтобы гарантировать отсутствие металлической стружки после сверления.
Ориентация фланца
Ориентация отверстий под болты фланца относительно компонентов возвратной трубы зависит от количества отверстий во фланце. Если не указано иное, на следующих иллюстрациях представлены стандартные ориентации.
Пружины безопасности
Предохранительная пружина представляет собой спиральную пружину, установленную в неактивной части шариковой гайки и соответствующую резьбе шарикового винта. Пружина неактивна во время нормальной работы и не касается винта. В редких случаях, когда шарики выпадают из шариковой гайки, предохранительная пружина примет на себя нагрузку и предотвратит «свободное падение» гайки вниз по винту. Пружина не рассчитана на нормальную работу, поэтому после первого включения пружины узел шарико-винтовой передачи следует вывести из эксплуатации. Предохранительные пружины доступны для всех моделей шарико-винтовых пар. Предохранительная пружина обязательна, если винт используется для подъема, поддержки или иной транспортировки людей. Пожалуйста, сообщите нашему представителю по работе с клиентами, что вам нужна предохранительная пружина для вашего конкретного применения.
Free Wheeling Шарико-винтовые пары
В дополнение к нашей полной линейке шарико-винтовых пар с рециркуляцией мы также предлагаем шарико-винтовые пары со свободным ходом (стр. 70-73). Винт со свободным ходом (также называемый планетарным или планетарным шариковым винтом) отличается от стандартного шарикового винта тем, что в нем используется шариковый сепаратор (фиксатор) внутри гайки. Когда сепаратор соприкасается со стопорными штифтами в винте в конце хода, шариковая гайка останавливает линейное движение, но винт продолжает вращаться (свободный ход). Когда вращение винта меняется на противоположное, линейное движение происходит от стопорного штифта и будет перемещаться до тех пор, пока сепаратор не коснется штифта на другом конце хода.
Преимущество винта свободного хода состоит в том, что нет необходимости в концевых выключателях или других типах упоров. Это исключает возможность перебега, который может вызвать проблемы во многих приложениях. Функция контролируемого хода используется во многих приложениях, таких как приводы кроватей или кресел, приводы триммеров и электрические переключающие устройства.