Почему шарико-винтовые передачи?
В последние годы потребность в мини-ШВП стала более очевидной благодаря общению с нашими клиентами и отзывам рынка. В частности, растёт спрос на высококачественные ШВП, производимые в США и доступные со склада. В ответ на этот спрос компания FUYU Linear выпустила линейку ШВП диаметром шесть, восемь и десять миллиметров.
Компания FUYU Linear ориентируется на применение в медицине, лабораторной автоматизации и полупроводниковой промышленности. Мы считаем, что эти отрасли будут пользоваться большим спросом, поскольку многие роботы, обеспечивающие автоматизацию, требуют миниатюрных шарико-винтовых приводов.
Точность и достоверность шарико-винтовой передачи
В отрасли может возникнуть путаница в терминологии, касающейся точности и достоверности. Часто заказчики считают их взаимозаменяемыми, но это не так. На самом деле это два разных термина, которые используются для определения шарико-винтовых передач и их применения в конкретной области применения.
Точность определяется винтом и может отражать способ его изготовления. Например, был ли он прокатан или отшлифован? Точность сравнима с попаданием дротика в центр мишени. С другой стороны, точность определяет гайку и является повторяемостью, то есть частотой попадания системы в заданную цель.
Ориентация шарико-винтовой передачи
Ещё один фактор, о котором инженеры часто забывают, — это ориентация шарико-винтовой передачи. Шарико-винтовые передачи разработаны для оптимальной работы при осевом расположении нагрузки. Это связано с тем, что обычно нагрузка воспринимается профильной направляющей, линейным подшипником или рельсом, в то время как сама шарико-винтовая передача совершает движение.
После того, как система переходит в вертикальное положение, направление нагрузки становится однонаправленным, и силы направлены полностью вниз. Это оказывает множественное влияние на конструкцию системы, включая износ шарико-винтовой передачи при движении как с высокой скоростью, так и с ускорением. При движении устройства вверх и вниз скорость и замедление добавляют дополнительную нагрузку к системе. В результате может возникнуть подразумеваемая ударная нагрузка в нижней части, поэтому изменение направления нагрузки становится критически важным для конструкции системы.
Скорость и ускорение шарико-винтовой передачи
Скорость — ещё один критический фактор, но её лучше всего разделить на две составляющие: скорость шариковой гайки и скорость винта. Первая составляющая относится к самому винту и определяет скорость его вращения. Длина винта часто определяет пределы скорости винта. Например, чем длиннее винт, тем выше вероятность возникновения вибрации. Вибрация в системе приводит к коррозии и сокращению срока службы. Многие проектировщики хотят, чтобы грузы перемещались как можно быстрее, чтобы как можно быстрее достичь желаемого положения. К сожалению, у винта есть ограничения, которые необходимо учитывать.
Вторая часть критической скорости относится к гайке. Здесь критическая скорость определяет скорость вращения гайки в пределах возможностей возвратной системы и отражает скорость рециркуляции шариков во внутренних подшипниках. Миниатюрные метрические винтовые передачи FUYU Linear имеют внутренний возврат, который отличается очень плавным и бесшумным ходом и способен развивать более высокие скорости вращения 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 быть чрезвычайно сложным при рассмотрении профиля движения. Профиль движения, как правило, представляет собой трапециевидное движение с начальным ускорением, затем постоянным движением и, наконец, замедлением. Хотя все эти факторы очень важны, ускорение — один из тех факторов, которым обычно пренебрегают. На самом деле, найти ограничения по ускорению шарико-винтовой передачи в справочных материалах чрезвычайно сложно, поэтому оно часто ограничивается стандартными полутора g. Это число скорее ориентировочное, поскольку фактические максимальные скорости, ускорение и замедление зависят от области применения и часто требуют экспериментального определения.
Одно из главных преимуществ шарико-винтовых передач — это их определённый срок службы. Международные стандарты разъясняют, как мы определяем срок службы шарико-винтовой передачи. Что касается показателей, то обычно это функция миллиона оборотов, что соответствует нашему сроку службы L10, и, по статистике, 90% шарико-винтовых передач достигают этого срока службы. В реальности они могут достигать гораздо большего срока службы, но теперь существует установленное минимальное значение.
Ход шарико-винтовой передачи
В случае миниатюрных шарико-винтовых передач существует несколько факторов, связанных с перемещением. При коротких перемещениях в один-два миллиметра возникают трудности, поскольку шарики не полностью циркулируют внутри гайки. Определение срока службы шарико-винтовой передачи в таких условиях, а также конструкция и функционирование возвратной системы играют решающую роль в её работе. Например, для гидравлического насоса требуется крайне короткий диапазон перемещения — от 10 до 100 миллиметров. Этот последний миллиметр перемещения будет испытывать наибольшую нагрузку, что может создавать проблемы при определении срока службы шарико-винтовой передачи.
Применения с большим ходом также могут создавать проблемы. Например, при перемещении шарико-винтовой передачи диаметром 6 мм на один метр критические скорости и предотвращение провисания становятся важными факторами. Таким образом, между крайне коротким и крайне длинным ходом находится середина, или оптимальное положение, где ход от 100 до 200 мм является оптимальным для наилучшей работы таких винтов.
Грузоподъемность шарико-винтовой передачи
Шариковые винты рассчитаны на 100% осевую нагрузку. При правильном монтаже шариковый винт прослужит весь срок службы L10. Часто выход из строя шариковых винтов происходит из-за деформации винта и гайки из-за неправильного распределения нагрузки. Радиальная или моментная нагрузка на шариковый винт может повлиять на срок службы L10, снизив грузоподъёмность более чем на 90%. Суть в том, что если в каталоге есть расчёты, рекомендующие параллельную опорную конструкцию в пределах определённого параметра, крайне важно следовать этим рекомендациям.
Время публикации: 23 октября 2023 г.