În proiectarea mecanică și automatizarea industrială, lungimea șurubului cu bile este una dintre specificațiile cele mai neglijate-și totuși cele mai importante- din întregul sistem de antrenare. Faceți-o corect, iar axa rulează fără probleme ani de zile. Înțelegeți greșit și vă uitați la dureri de cap la instalare, pierderea preciziei, vibrații excesive sau, în cel mai rău caz, un arbore îndoit sau îndoit.
Indiferent dacă specificați o mașină CNC de birou compactă sau o axă portal de 3 metri, întrebarea este aceeași:cât de lung ar trebui să fie șurubul cu bile și ce se întâmplă dacă greșești?
Acest ghid se defecteazășurub cu bileselectarea lungimii de la 300 mm la 3000 mm-ce include lungimea cu adevărat, cum se comportă mecanic diferitele intervale și verificările tehnice pe care ar trebui să le efectuați înainte de a finaliza o lungime.
Ce înseamnă de fapt „lungimea șurubului cu bilă”.
Iată de unde încep multe greșeli de selecție:lungimea șurubului cu bile nu este aceeași cu cursa.
Lungimea totală a arborelui este alcătuită din trei părți:
| Componentă | Ce acoperă |
|---|---|
| Accident vascular cerebral eficient | Distanța reală de deplasare a piuliței cu bile de-a lungul arborelui |
| Lungimea finală de prelucrare | Scaune de rulment, secțiuni de filet, caneluri și alte caracteristici la fiecare capăt de arbore |
| Marja de siguranță/instalare | Spațiu liber necesar pentru montare, întrerupătoare de limită și depășire a piuliței |
Din acest motiv,lungimea totală a șurubului este întotdeauna mai mare decât cursa de care aveți nevoie-adesea cu 60–150 mm sau mai mult, în funcție de suport și de metoda-de fixare finală. Dacă specificați doar „cursă” unui furnizor fără a confirma lungimea totală, riscați un șurub care este fizic prea scurt pentru a fi instalat.
Lungimea șurubului cu bile variază dintr-o privire
Înainte de a vă scufunda în fiecare gamă, iată versiunea scurtă:
| Interval de lungime | Dimensiuni tipice | Cel mai bun pentru | Principala preocupare de inginerie |
|---|---|---|---|
| 300 mm–500 mm(Scurt) | 300 / 400 / 500 mm | Desktop CNC, module compacte, echipamente medicale/de inspecție | Rigiditate minimă-înaltă în mod implicit |
| 600 mm–1000 mm(Mediu) | 600 / 700 / 1000 mm | Mașini CNC standard, de preluare-și-la locație, de ambalare | Echilibrarea costurilor, vitezei și rigidității |
| 1500 mm–3000 mm(Lung) | 1500 / 2000 / 2500 / 3000mm | Sisteme portal, centre CNC mari, utilaje pentru prelucrarea lemnului/piatra | Viteza critică, deformare, flambaj |
Acum să ne uităm la fiecare gamă în detaliu.
Șuruburi cu bile cu cursă{0}scurtă (300 mm–500 mm)
Dimensiuni tipice:300 mm, 400 mm, 500 mm
Unde sunt folosite:
- Mașini CNC de birou și de banc
- Module de automatizare compacte
- Echipamente de inspectie medicala si de laborator
- Mașini de manipulare a semiconductoarelor și electronice
De ce funcționează bine la această lungime:
Șuruburile scurte sunt îngăduitoare din punct de vedere mecanic. Arborele este scurt în raport cu diametrul său, astfel încât deformarea, vibrațiile și limitele critice de-viteză sunt rareori o problemă chiar și la viteze de rotație moderate-și-înalte. Instalarea este, de asemenea, mai simplă-Drectitudinea arborelui și toleranțele de aliniere sunt mult mai ușor de susținut peste 300–500 mm decât peste 2–3 metri.
Concluzie:dacă aplicația dvs. se încadrează în acest interval, riscul{0}}de inginerie legat de lungime este scăzut. Principalele criterii de selecție ar trebui să se schimbe la precizia plumbului, clasa de preîncărcare și stilul piuliței.
Șuruburi cu bile cu cursă medie-(600 mm–1000 mm)
Dimensiuni tipice:600 mm, 700 mm, 1000 mm
Unde sunt folosite:
- Axe standard ale mașinii CNC
- Alegeți{0}}și-sistemele de plasare
- Mașini de ambalare
- Automatizare industrială de uz general{0}
De ce această gamă este „punctul favorabil” al industriei:
600–1000 mm este intervalul de lungimi cel mai bine stocat și cel mai standardizat din industria șuruburilor cu bile. Oferă un echilibru practic între rigiditate, viteză realizabilă și cost-rareori vă luptați cu limitele critice-de viteză, dar nici nu plătiți o primă pentru diametrele supradimensionate ale arborelui de care aplicația nu are nevoie.
La ce să urmărești:la capătul superior al acestui interval (800 mm+) combinat cu turația mare, merită să efectuați o verificare rapidă a vitezei critice-(vezi mai jos) în loc să presupunem că șurubul va funcționa la fel ca și la 600 mm.
Șuruburi cu bile cu cursă lungă-(1500 mm–3000 mm)
Dimensiuni tipice:1500mm, 2000mm, 2500mm, 3000mm
Unde sunt folosite:
- Centre mari de prelucrare CNC
- Sisteme de automatizare-de tip portal
- Utilaje pentru prelucrarea lemnului și{0}}piatră
- Linii de automatizare{0}}lungi
De ce această gamă necesită atenție-la nivel de inginerie:
După aproximativ 1500 mm, arborele șurubului începe să se comporte mai puțin ca o tijă rigidă și mai mult ca o grindă lungă și subțire. Trei efecte devin semnificative:
- Deviație și vibrațiecresc, mai ales sub sarcini laterale sau la viteze mai mari
- Metoda suportului(numărul și tipul suporturilor intermediare/capete) începe să conteze mai mult decât șurubul în sine
- Viteza critică și sarcina de flambaj devin mai degrabă limite dure decât preocupări teoretice
O regulă utilă:pentru șuruburi de peste 1500 mm, diametrul arborelui și configurația suportului afectează de obicei performanța reală-mai mult decât lungimea.Un șurub de 2000 mm cu diametrul și suportul potrivit poate depăși un șurub de 2500 mm care este subdimensionat pentru distanța sa.
Cum se calculează lungimea șurubului cu bile necesară
Aproximația inginerească standard este:
Lungimea totală a șurubului cu bile ≈ Cursa efectivă + Lungimea de prelucrare la capăt + Marja de siguranță
Câteva note practice pentru fiecare termen:
- Accident vascular cerebral eficienteste distanța reală de deplasare a piuliței cu bile-nu distanța de parcurs la masă sau la cărucior. Dacă dimensiunea dvs. de referință este cursa căruciorului, trebuie să adăugați și lungimea corpului piuliței și spațiul de instalare al acesteia, sau veți ajunge cu un șurub care fizic nu poate furniza cursa pentru care ați proiectat-o.
- Lungimea finală de prelucrarede obicei rulează20 mm–80 mm pe capăt, în funcție de faptul dacă capătul este susținut-fix (necesită un loc de rulment și filet de blocare) sau pur și simplu susținut (funcție de prelucrare mai scurtă). Modelele duble-acceptate la ambele capete se vor adăuga la aceasta pe fiecare parte.
- Marja de siguranță acoperă depășirea piuliței, poziționarea-comutatorului limită și orice stivă de toleranță mecanică-în sus. 10–20 mm pe capăt este o admisie de pornire obișnuită, deși acest lucru ar trebui confirmat în raport cu designul dvs. de montare specific.
Deoarece cifra reală depinde de tipul dvs. de asistență și de designul-finalizării,lungimea finală ar trebui să fie întotdeauna confirmată în raport cu structura mecanică reală-nu estimată numai din cursă.
Viteză critică și flambaj: cele două verificări șuruburile lungi nu pot sări
Acești doi factori sunt locul în care provin cele mai multe-eșecuri legate de lungime și merită mai mult decât o mențiune de trecere.
Viteza critică
Fiecare șurub cu bile are o viteză maximă de rotație sigură înainte de a începe să biciuie și să vibreze ca o frânghie-acesta esteviteza critică. Depinde de diametrul arborelui, lungimea nesuportată și metoda de fixare-suport/capăt și scade brusc pe măsură ce lungimea crește.
Ca model general:
- Viteza critică scade aproximativ odată cupătratul lungimii-dublează lungimea, iar marja de viteză sigură poate scădea la aproximativ un sfert, toate celelalte sunt egale.
- Creșterea diametrului arborelui ajută mult mai mult decât se așteaptă oamenii, deoarece rigiditatea crește cu diametrul la o putere mare.
- O configurație de suport fix-fixă (ambele capete suportate rigid) permite o viteză critică semnificativ mai mare decât o configurație fixă-liberă (un capăt acceptat, unul liber) de aceeași lungime.
La pachet practic:dacă șurubul rulează peste aproximativ 70–80% din viteza sa critică calculată în funcționare continuă, merită să verificați din nou diametrul sau configurația suportului înainte de a finaliza proiectarea-nu după ce mașina este construită.
Risc de flambare
Flambarea este modul de defecțiune în care un șurub lung și subțire sub sarcină de compresiune axială se înclină sau se îndoiește brusc în lateral, mai degrabă decât să se defecteze prin simpla compresie. Este cel mai relevant atunci când:
- Șurubul este montatverticalsi suporta sarcina axiala din masa sustinuta
- Aplicația implicăîmpingere axială greacombinat cu o deschidere lungă nesusținută
- Metoda de fixare-capătă oferă o reținere limitată a rotației (mărește lungimea efectivă de flambaj)
La fel ca viteza critică, sarcina de flambaj admisibilă scade brusc pe măsură ce lungimea crește și crește brusc odată cu diametrul arborelui. Pentru orice aplicație verticală sau cu cursă lungă-încărcată puternic, o verificare a flambării ar trebui tratată ca obligatorie, nu opțională.
Lungimea șuruburilor cu bile standard vs personalizate
Majoritatea producătorilor păstrează în stoc lungimi standard de până la aproximativ 1000 mm. Dincolo de asta-în special în intervalul 1500 mm–3000 mm-de obicei sunt necesare tăiere personalizată și prelucrare finalăpentru a se potrivi cu structura dumneavoastră specifică.
Ce lungimi personalizate vă oferă că piesele standard de catalog adesea nu pot:
- Potrivire exactă cu dimensiunile de montare ale mașinii dvs., fără cursă irosită sau reproiectare forțată
- Prelucrarea finală-specifică aplicației (lungimea filetului, diametrul scaunului rulmentului, amplasarea canalului de cheie)
- Raport mai bun-diametru-la-lungime, care îmbunătățește direct stabilitatea și durata de viață
Dacă aplicația dvs. se încadrează în intervalul de cursă lungă-, merită să discutați mai devreme despre specificația personalizată-reprelucrarea unui cadru de mașină în jurul unui șurub--de raft care nu se potrivește este aproape întotdeauna mai costisitoare decât specificarea lungimii personalizate potrivite de la început.
Referință rapidă: alegerea după lungime
| Situația ta | Interval recomandat | De ce |
|---|---|---|
| Echipament compact, spațiu îngust, precizie ridicată | 300 mm–500 mm | Cea mai mare rigiditate, cea mai simplă instalare, cel mai mic risc |
| Axă industrială standard, fără sarcină/viteză neobișnuită | 600 mm–1000 mm | Cel mai bun echilibru între cost, disponibilitate și performanță |
| Axă de cursă lungă-, portal sau sarcină grea | 1500 mm–3000 mm | Necesită{0}}selectarea nivelului de inginerie-, viteza critică și flambajul trebuie verificate, este posibilă prelucrarea personalizată |
Obțineți asistență tehnică pentru aplicația dvs
Dacă nu sunteți sigur dacă un șurub de 300 mm sau un șurub de 3000 mm-sau orice altceva-este potrivit pentru aplicația dvs., merită să confirmați selecția la nivel de inginerie înainte de a comanda. O scurtă revizuire în avans este mult mai ieftină decât o reproiectare după ce mașina este construită.
În calitate de producător de șuruburi cu bile, DLY oferă asistență pentru selectarea lungimii și personalizarea în întreaga gamă de 300 mm–3000 mm, ajutând constructorii de mașini și inginerii de automatizare să determine combinația potrivită de lungime, diametrul arborelui și prelucrarea finală pe baza condițiilor reale de sarcină, viteza de operare și structura de instalare.
Aveți nevoie de ajutor pentru a alege lungimea potrivită a șurubului cu bile?
Trimiteți cursa necesară, lungimea totală, diametrul arborelui, avansul, sarcina, viteza și desenul de prelucrare finală către DLY. Vă putem ajuta la verificarea unei soluții adecvate cu șurub cu bile pentru echipamentul dumneavoastră.
E-mail:export@dlybearing.com
