Kodėl CNC mašinose rutulinis sraigtas vibruoja dideliu greičiu?

Įvadas

Didelio greičio{0}}rutulinio sraigto vibracija yra dažna CNC staklių problema. Kai kuriose situacijose vibracija tik padidina veikimo triukšmą. Sunkesniais atvejais tai paveikia apdirbimo tikslumą, sutrumpina guolio tarnavimo laiką, pažeidžia atraminius mazgus ir netgi sukelia servo aliarmus.

Daugelis vartotojų mano, kad vibracija kyla tiesiai iš paties rutulinio varžto. Tačiau vibracija dažniausiai atsiranda dėl kelių kartu veikiančių veiksnių, įskaitant sukimosi greitį, standumą, montavimo kokybę, išankstinę apkrovą, tepimą ir mašinos struktūrą.

Norėdami suprasti, kodėl rutulinis sraigtas vibruoja dideliu greičiu, pirmiausia turėtume suprasti svarbiausią besisukančios varžtų sistemos mechaninį apribojimą: kritinį greitį.

1. Kritinis greitis

Kiekvienas besisukantis velenas turi savo natūralų dažnį. Kai sukimosi greitis artėja prie šio dažnio, atsiranda rezonansas ir velenas pradeda smarkiai vibruoti.

Šis reiškinys vadinamas kritiniu greičiu.

Rutulinių sraigtų sistemose kuo ilgesnis sraigto velenas, tuo lengviau jis pasiekia kritinį greitį dirbant dideliu{0}}greičiu.

Tipiški simptomai yra šie:

• Matomas varžto drebėjimas
• Didėjanti vibracija esant didesniam apsisukimų dažniui
• Didelis veikimo triukšmas
• Sumažintas padėties stabilumas

Paramos metodas tiesiogiai veikia kritinį greitį.

Net kai varžtas veikia žemiau teorinio kritinio greičio, vibracija vis tiek gali atsirasti, jei montavimo tikslumas yra prastas.

2. Montavimo išlygiavimas

Prastas montavimo lygiavimas yra dar vienas pagrindinis vibracijos šaltinis.

Jei variklio velenas, mova, atraminis mazgas ir rutulinis varžtas nėra tinkamai išlygiuoti, besisukanti sistema veikia nuolat veikia radialinę jėgą.

Esant mažam greičiui, problema gali būti neaiški. Tačiau esant dideliam greičiui, net ir nedidelės derinimo klaidos sustiprėja.

Įprastos diegimo problemos:

• Netinkamai suderinti atraminiai blokai
• Nelygūs montavimo paviršiai
• Išlenktos mašinų konstrukcijos
• Neteisingas movos montavimas
• Per{0}}priveržti atraminiai guoliai

Šios problemos sukimosi metu sukuria ciklinę jėgą, kuri ilgainiui virsta vibracija.

Tačiau vien montavimo tikslumo neužtenka. Svarbų vaidmenį atlieka ir paties rutulinio varžto standumas.

3. Rutulinio sraigto standumas

Rutulinio sraigto standumas daugiausia priklauso nuo veleno skersmens ir nepalaikomo ilgio.

Mažo skersmens -sraigtas lengviau sulenkiamas veikiant apkrovai ir įsibėgėjant.

Pavyzdžiui:

• 1204 rutulinis varžtas tinka mažoms mašinoms
• 2505 arba 3210 rutulinis varžtas yra daug tvirtesnis

Kai standumas yra nepakankamas, veleno deformacija didėja judant dideliu{0}}greičiu, todėl vibracija tampa stipresnė.

Ilgos{0}}eigos CNC staklės yra ypač jautrios šiai problemai.

Be paties varžto veleno, kitas svarbus komponentas taip pat gali perduoti vibraciją tiesiai į perdavimo sistemą: mova.

4. Sukabinimo problemos

Mova jungia servo variklį ir rutulinį varžtą.

Jei movos kokybė prasta arba sumontuota neteisingai, vibracija gali pasklisti per visą pavaros sistemą.

Tipiškos sujungimo problemos yra šios:

• Ekscentrinis sukimasis
• Prastas balansavimas
• Per didelis atsakas
• Mažas sukimo standumas

Pigios lanksčios movos kartais laikinai kompensuoja išlygiavimo klaidas, tačiau jos gali sumažinti stabilumą važiuojant dideliu greičiu.

Net ir naudojant tinkamus transmisijos komponentus, per didelis vidinis pasipriešinimas vis tiek gali sukelti nestabilų veikimą.

5. Išankstinis įkrovimas ir tepimas

Išankstinė apkrova naudojama siekiant sumažinti atbulinį atstumą ir pagerinti padėties nustatymo tikslumą.

Tačiau per didelė išankstinė apkrova padidina trintį rutulinių varžtų sistemoje.

Važiuojant dideliu greičiu, per didelė trintis gali sukelti:

• Šilumos generavimas
• Padidėjusi variklio apkrova
• Sumažintas judesio sklandumas
• Vibracija pagreičio metu

Tepimas taip pat stipriai veikia rutulio cirkuliacijos sklandumą.

Prastas tepimas padidina pasipriešinimą riedėjimui ir sukelia nestabilų veikimą.

Užteršti tepalai gali dar labiau sustiprinti vibraciją ir triukšmą.

Šiuo metu daugelis vartotojų pakeičia patį rutulinį varžtą. Tačiau tikrasis vibracijos šaltinis gali kilti iš mašinos konstrukcijos.

6. Mašinos struktūra

Mašinos standumas turi įtakos visai CNC sistemos vibracijai.

Silpni mašinos rėmai gali sustiprinti vibraciją, kurią sukelia įprastas transmisijos judėjimas.

Ši problema būdinga:

• DIY CNC staklės
• Lengvos aliuminio konstrukcijos
• Ilgos nepalaikomos mašinų lovos
• Plonos montavimo plokštės

Daugeliu atvejų rutulinis varžtas nėra pradinis vibracijos šaltinis. Jis perduoda tik kitoje mašinos vietoje sukurtą vibraciją.

Kadangi vibracija dažniausiai atsiranda dėl kelių veiksnių kartu, norint išspręsti problemą, reikia visos antivibracijos{0}}strategijos.

7. Anti-vibracijos sprendimai

Keletas praktinių metodų gali sumažinti didelio greičio{0}}rutulinio sraigto vibraciją.

8. Tinkamo rutulinio varžto pasirinkimas

Rinkdamiesi rutulinį sraigtą, skirtą didelės spartos{0}}CNC programoms, naudotojai turėtų atsižvelgti į visą judėjimo sistemą, o ne tik laidą ir skersmenį.

Svarbūs veiksniai apima:

• Veleno standumas
• Paramos metodas
• Sukimosi greitis
• Servo pagreitis
• Mašinos konstrukcijos standumas
• Išankstinio įkėlimo reikalavimai
• Tepimo būklė

Tinkamai suderinta rutulinių varžtų sistema užtikrina sklandesnį judėjimą, didesnį tikslumą ir ilgesnį tarnavimo laiką.

Išvada

Rutulinio sraigto vibracija dideliu greičiu paprastai yra sistemos{0}}lygio problema, o ne vieno komponento defektas.

Kritinis greitis yra pradinis taškas, tačiau montavimo lygiavimas, standumas, išankstinė apkrova, tepimas, movos kokybė ir mašinos struktūra turi įtakos vibracijos elgsenai.

Užuot tiesiog sumažinę greitį, CNC gamintojai turėtų optimizuoti visą transmisijos sistemą.

Tinkamai suprojektavus ir sumontavus, didelės spartos rutulinių sraigtų sistemos gali užtikrinti stabilų, sklandų ir tikslų judėjimą ir ilgalaikį veikimą.

Nuorodos

• Mechaninis mašinų elementų ir mašinų projektavimas: gedimų{0}}prevencijos perspektyva, autorius Jack A. Collins, Henry R. Busby ir George H. Staab
• Mašinų ir mechanizmų teorija, John J. Uicker Jr., Gordon R. Pennock ir Joseph E. Shigley

Užklauskite individualaus rutulinio varžto sprendimo

Reikia stabilių didelės spartos{0}}rutulinių varžtų sprendimų?

DLY užtikrina tikslumąrutuliniai varžtaiCNC staklėms, automatikos įrangai ir pramoninėms judesių sistemoms.

Mes palaikome:

• Standartiniai ir pritaikyti rutuliniai varžtai
• Kelios išankstinio įkėlimo parinktys
• CNC galo apdirbimas
• OEM ir masiniai užsakymai
• Didelės spartos{0}}programų techninis palaikymas

Dėl profesionalių rutulinių varžtų sprendimų kreipkitės į DLY.