CNC maršrutizatorių rutulinis varžtas ir krumpliaratis: kurią pavaros sistemą turėtumėte pasirinkti?

Rutulinis sraigtas ir krumpliaračio{0}}ir{1}} krumpliaračio sistema gali paversti variklio sukimąsi linijiniu judėjimu, tačiau jie nesielgia taip, kaip didėja eigos ilgis, greitis ir pjovimo jėga. Rutuliniai sraigtai dažniausiai parenkami siekiant tikslaus padavimo judėjimo, mažos trinties ir kontroliuojamo laisvumo. Stūmokliniai-ir{5}}krumpliaračiai dažnai naudojami ilgoms CNC maršrutizatorių ašims, kai reikalingas didelis judėjimo greitis, o besisukantį varžtą būtų sunku valdyti.

 

Nei viena perdavimo sistema mašinų stalo neneša pati. Linijiniai kreiptuvai palaiko judančią apkrovą ir valdo važiavimo kryptį, o rutulinis sraigtas arba krumpliaračio{1}}ir{2}}krumpliaračio pavara suteikia trauką, kuri judina ašį. Todėl norint pasirinkti vieną iš dviejų, reikia įvertinti visą ašį, o ne lyginti tik varžtą ir stovą.

 

Daugeliui kompaktiškų ir vidutinių CNC staklių efektyviu sprendimu išlieka tinkamai parinktas rutulinis varžtas. Tačiau ilgos platformos ašies, kurios ilgis yra keli metrai, kritinis greitis, sraigtinis plaktukas ir atramos išdėstymas gali padaryti stelažą ir krumpliaratį praktiškesnius. Teisingas pasirinkimas priklauso nuo judesio, greito-eigos greičio, pjovimo tikslumo, judančios masės, įrengimo sąlygų ir techninės priežiūros galimybių.

Kaip veikia dvi CNC pavarų sistemos

Įprastoje rutulinio sraigto ašyje variklis suka sraigto veleną per movą arba diržinę pavarą. Recirkuliaciniai rutuliai rieda tarp varžto ir veržlės bėgių, todėl veržlė ir pritvirtintas mašinos stalas juda tiesiškai. Riedėjimo kontaktas užtikrina aukštą mechaninį efektyvumą ir leidžia sistemai perduoti didelę ašinę trauką su santykinai maža trintimi.

 

Stūmoklio-ir-krumpliaračio ašyje stelažas pritvirtintas išilgai mašinos rėmo, o variklis suka krumpliaratį, susiliejančią su krumpliaračio dantimis. Krumpliaratis ir variklis paprastai važiuoja kartu su judančiu platforma arba vežimėliu. Kadangi stovas yra nuolat palaikomas išilgai rėmo, sistema neturi ilgo besisukančio veleno, kuris galėtų plakti natūraliu dažniu.

 

Šis struktūrinis skirtumas tampa vis svarbesnis, kai ašis ilgėja. Rutulinis varžtas daugiausia remiamas per jo galinius guolius ir tarp tų atramų gali nuslysti arba vibruoti. Stūmoklis montuojamas išilgai, tačiau jo tikslumas priklauso nuo dantų kokybės, krumpliaračio įjungimo, jungties išlygiavimo, tepimo ir atstumo{2}}kontrolės metodo.

Rutulinis varžtas ir krumpliaratis: pagrindiniai skirtumai

Kodėl rutulinio varžto kelionės ilgis yra svarbus

Rutulinio varžto negalima pasirinkti vien iš skersmens ir švino. Didėjant neatraminiam atstumui tarp guolių, kritinis sukimosi greitis greitai mažėja. Netoli kritinio greičio velenas gali pradėti plakti, sukelti vibraciją, triukšmą, guolio apkrovą, nestabilią padėtį ir gali būti pažeista veržlės cirkuliacijos sistema.

 

Dažniausiai naudojamas preliminarus metrinis ryšys yra:

Tikslus koeficientas ir saugos riba turėtų būti paimti iš pasirinkto gamintojo skaičiavimo metodo. Tipiški preliminarūs koeficientai yra maždaug 3,9 fiksuoto-nemokamo, 12,1 palaikomo-palaikomo, 18,7 fiksuoto-palaikomo ir 27,2 fiksuoto-fiksuoto susitarimo atveju. Šie veiksniai neturėtų būti traktuojami kaip rutulinio varžto gamintojo galutinio patikrinimo pakaitalas.

 

Svarbus santykis yra ilgio kvadratas. Jei ilgis be atramos didėja, o skersmuo ir atramos išdėstymas nesikeičia, kritinis greitis sumažėja proporcingai 1/L². Padidinus važiavimą nuo 1 metro iki 2 metrų, leistinas greitis ne tik sumažėja perpus; apskaičiuotas kritinis greitis sumažėja iki maždaug vieno -ketvirčio.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie šį apribojimą, žrkaip išvengti rutulinio sraigto kritinio greičio.

Ilgas{0}}Kelionės skaičiavimo pavyzdys

Apsvarstykite preliminarią CNC ašį, naudodami rutulinį varžtą su šiomis prielaidomis:

• Šaknies skersmuo: 25 mm
• Švinas: 10 mm / apsisukimas
• Nutraukti palaikymą: ištaisyta-palaikoma
• Išankstiniam skaičiavimui naudotas paramos koeficientas: 18.7

A pavyzdys: 2 000 mm nepalaikomas ilgis

Mašina paprastai neturėtų nuolat veikti apskaičiuotu kritiniu greičiu. Jei naudojama preliminari 80% saugos riba, sraigto greitis tampa maždaug 935 aps./min., o atitinkamas tiesinis greitis yra apie 9,35 m/min.

B pavyzdys: 3 000 mm nepalaikomas ilgis

Esant 80 % šios preliminarios vertės, atitinkamas tiesinis greitis yra tik apie 4,15 m/min. Pavyzdys parodo, kodėl sraigtas, tinkamas 2-m ašiai, gali neatitikti reikiamo greitosios eigos greičio, kai nepalaikomas ilgis padidėja iki 3 metrų.

 

Tai nenustato universalios 2-metrų ar 3- metrų skiriamosios linijos. Didesnis šaknies skersmuo, didesnis švinas, fiksuota atrama, besisukanti veržlė arba tarpinė atramos strategija gali pakeisti rezultatą. Galutinis pasirinkimas taip pat turi patikrinti DN vertę, veržlės greitį, ašinę apkrovą, lenkimą, pagreičio sukimo momentą, šiluminį plėtimąsi ir laikomąją galią.

Kur rutuliniai varžtai turi pranašumą

Rutulinis sraigtas dažnai yra stipresnis pasirinkimas, kai CNC ašiai reikalinga kontroliuojama pastūma, didelė trauka ir stabilus atbulinės eigos tikslumas per trumpą ar vidutinį eigą. Sraigtinis laidas pagamintas pagal tikslumo klasę, todėl mašinų dizaineriai gali susieti komanduotą sukimąsi su numatomu linijiniu judėjimu.

Iš anksto apkrautos rutulinės veržlės konstrukcijos gali sumažinti ašinį tarpą ir pagerinti standumą, kai judėjimo kryptis pasikeičia. Tai ypač naudinga apdirbant ašis, kuriose atstumas gali turėti įtakos skylės padėtimi, kontūro tikslumui ir paviršiaus apdailai. Riedėjimo-kontaktinė konstrukcija taip pat užtikrina didelį perdavimo efektyvumą, todėl variklis gali paversti sukimo momentą ašine jėga, turėdamas santykinai mažą trintį.

 

Rutuliniai varžtai dažnai naudojami ant CNC Z ašių, nes eiga paprastai yra trumpesnė nei pagrindinės platformos eiga, o ašiai reikia tiksliai valdyti gylį. Vertikalioje rutulinio varžto ašyje vis tiek turi būti atitinkamas variklio stabdys, atsvara ar kita saugos priemonė, nes negalima manyti, kad rutulinis varžtas yra savaime užsifiksuojantis.

 

Rutuliniai sraigtai taip pat gali būti tinkami kompaktiškoms X ir Y ašims, metalo{0}}pjovimo padavimo sistemoms, gręžimo staklėms, tiksliam padėties nustatymo stalams ir automatikos įrangai, kur trauka ir padėties stabilumas yra svarbesni už itin ilgą eigą.

Kur „Rack and Piion“ turi pranašumų

Krūmo{0}}ir krumpliaračio sistemos tampa patrauklios, kai mašina turi ilgą ašį ir turi išlaikyti didelį greitą-slenksčio greitį. Stovas yra nuolat pritvirtintas prie mašinos rėmo, todėl padidinus jo ilgį nesukuriama tokia pati sukimosi -veleno kritinio-greičio problema, kaip ir įprastame rutuliniame varžte.

 

Stovo sekcijas taip pat galima sujungti, kad būtų sukurta ilga kelionė be vieno itin ilgo besisukančio varžto gamybos ir transportavimo. Tai naudinga dideliems medienos apdirbimo maršrutizatoriams, plokščių -apdirbimo staklėms, plazminiams stalams ir kitai platforminei įrangai, kurios eiga matuojama keliais metrais.

 

Tačiau stelažas ir krumpliaratis neturėtų būti automatiškai apibūdinami kaip netikslūs. Tinkamai pagaminta ir sumontuota tiksli stelažų sistema gali užtikrinti gerą padėties nustatymą. Jo rezultatas priklauso nuo krumpliaračio žingsnio tikslumo, krumpliaračio kokybės, danties įsikibimo, išankstinės apkrovos arba padalijimo{2}}krumpliaračio išdėstymo, reduktoriaus atstumo, krumpliaračio-jungčių išlygiavimo ir grįžtamojo ryšio valdymo.

 

Ir atvirkščiai, žemos-kokybės arba prastai sumontuotas stovas gali turėti netolygią atstumą ir padėties pokyčius išilgai ašies. Mašinos dizaineris turi įvertinti visą pavarą, o ne tik manyti, kad kiekviena stelažo sistema tinkama ilgam ir tiksliam judėjimui.

Tikslumas, pakartojamumas ir atstumas nėra tas pats

Tikslumas apibūdina, kaip tikroji ašies padėtis atitinka nurodytą padėtį. Pakartojamumas apibūdina, kaip nuosekliai ašis grįžta į tą pačią padėtį tomis pačiomis sąlygomis. Atlenkimas yra prarastas judesys, kuris gali atsirasti, kai pavara keičia kryptį.

 

Rutulinis varžtas gali turėti gerą švino tikslumą, bet vis tiek rodo atbulinės eigos paklaidą, jei veržlė turi tarpą, atraminiai guoliai turi ašinį laisvumą arba jungtis yra laisva. Krūmo{1}}ir{2}}krumpliaračio sistema gali nuolat kartoti padėtį, bet vis tiek gali turėti sistemingą žingsnio paklaidą per visą eigą.

Galutinį CNC tikslumą taip pat įtakoja:

• Linijinio kreiptuvo išlygiavimas ir tvirtinimo{0}}paviršiaus tikslumas
• Mašinos-rėmo standumas
• Variklio ir kodavimo raiška
• Pavarų dėžės arba movos laisvumas
• Šiluminis plėtimasis
• Portalo kvadratiškumas
• Valdiklio kompensavimas ir derinimas
• Pjovimo{0}}jėgos deformacija

Dėl šios priežasties stelažas ir krumpliaračio pakeitimas rutuliniu sraigtu negali automatiškai ištaisyti silpno rėmo arba prastai išlygintos kreipiamosios dalies. Perdavimo sistema yra tik viena visos tikslumo grandinės dalis.

Apkrova ir standumas: ką iš tikrųjų turi kiekviena pavara

Linijiniai kreiptuvai turi išlaikyti portalo, veleno, vežimėlio ar stalo svorį. Rutulinė sraigtinė veržlė pirmiausia skirta ašinei traukai išilgai varžto ašies, o ne nuolatinei radialinei ar apverčiamai apkrovai. Netinkamas varžto, veržlės korpuso ir linijinių kreiptuvų išlygiavimas gali sukelti šoninę apkrovą ir sutrumpinti tarnavimo laiką.

 

Stovas{0}}ir{1}}krumpliaratis taip pat reikalauja atskiros valdymo sistemos. Krumpliaratis tiekia jėgą per stovo dantis, o kreipiamieji bėgiai kontroliuoja judančio portalo padėtį ir orientaciją. Netinkamas stelažo aukštis arba krumpliaračio sujungimas gali sukelti netolygią dantų apkrovą, tačiau stelažas neturėtų būti naudojamas kaip linijinės kreipiančiosios sistemos pakaitalas.

 

Vertindami pavaros galią, patvirtinkite reikiamą pagreičio, pjovimo pasipriešinimo, trinties, gravitacijos ir išorinių jėgų trauką. Rutulinio sraigto gniuždomoji apkrova taip pat turi būti patikrinta, ar ji nesilenkia. Todėl varžto skersmuo turėtų būti parenkamas atsižvelgiant į apkrovą, ilgį ir greitį, o ne pasirenkant didesnį skersmenį vien dėl to, kad mašina yra sunki. Žiūrėkite DLY vadovąkaip pasirinkti tinkamą rutulinio varžto skersmenį.

Priežiūra ir darbo aplinka

CNC maršrutizatoriai gali generuoti medienos dulkes, kompozicines daleles, aliuminio drožles ar abrazyvines šiukšles. Rutuliniams sraigtiniams bėgiams reikia veiksmingos apsaugos, nes užteršimas gali patekti į veržlę, sutrikdyti rutulio cirkuliaciją ir pagreitinti bėgių kelio susidėvėjimą. Priklausomai nuo mašinos aplinkos, gali prireikti dumplių, dangčių, sandariklių, valytuvų ir reguliaraus tepimo.

 

Stiklo dantys yra labiau atidengti ir juos gali būti lengviau patikrinti, tačiau jiems nereikia priežiūros{0}}. Dulkės, sumaišytos su riebalais, gali sudaryti abrazyvinę pasta. Reguliariai reikia tikrinti dantų paviršius, krumpliaračio sukibimą, gembės jungtis ir atstumo{3}}reguliavimo mechanizmus.

 

Todėl geresniam pasirinkimui įtakos turi tai, kaip mašina bus apsaugota ir prižiūrima. Teoriškai tiksli pavara gali neatlaikyti savo veikimo, jei neatsižvelgiama į tikrąją darbo aplinką.

Ar vienas CNC maršrutizatorius gali naudoti abi sistemas?

Taip. Mašinai nereikia naudoti to paties tipo pavaros kiekvienai ašiai. Didelis CNC maršrutizatorius gali naudoti stelažą ir krumpliaratį savo ilgose X ir Y ašyse, o naudojant rutulinį varžtą trumpesnėje Z ašyje. Šis išdėstymas apjungia didelį-sparumą ilgą kelionę su tiksliu vertikalaus gylio valdymu.

 

Kai kurios mašinos lygiagrečiose platformų pusėse taip pat naudoja skirtingas specifikacijas. Kai du varikliai varo vieną platformą, valdiklis turi išlaikyti abi puses sinchronizuotas, kad būtų išvengta stelažų. Nepriklausomai nuo pasirinkto disko, būtina atlikti mechaninį išlygiavimą, nukreipimo jutiklius ir platformos{2}}kvadratavimo procedūras.

Praktinis pasirinkimas naudojant CNC

Tai yra atspirties taškai, o ne nustatytos taisyklės. Galutinis sprendimas turėtų būti priimtas remiantis apskaičiuotais ašies reikalavimais ir patikrintais komponentų duomenimis.

Informacija, reikalinga prieš pasirenkant diską

Prieš rinkdamiesi rutulinį sraigtą arba krumpliaračio{0}}ir{1}} krumpliaračio sistemą, paruoškite šią informaciją:

• Bendra ašies eiga ir atstumas tarp atramų
• Reikalingas greitas ir įprastas pjovimo{0}}tiekimo greitis
• Maksimalus pagreitis ir lėtėjimas
• Judanti masė, pjovimo jėga ir montavimo kryptis
• Reikalingas padėties nustatymo tikslumas ir pakartojamumas
• Priimtinas atbulinis arba atbulinės eigos klaida
• Variklio vardinis greitis, didžiausias sukimo momentas ir kodavimo įrenginio specifikacija
• Numatomas darbo ciklas
• Dulkės, drožlės, aušinimo skystis ir darbinė temperatūra
• Laisva montavimo vieta ir prieiga prie priežiūros

Jei svarstoma apie rutulinį varžtą, taip pat patvirtinkite varžto skersmenį, šaknies skersmenį, laidą, tikslumo laipsnį, atramos išdėstymą, galo apdirbimą, veržlės tipą ir reikiamą bėgio ilgį. DLY gali įvertinti standartinį ir užsakymąrutulinių varžtų mazgaipagal šias sąlygas.

Galutinė atranka

Rutulinis sraigtas paprastai yra geras pasirinkimas trumpai arba vidutinei CNC ašiai, kuriai reikalinga didelė trauka, kontroliuojamas atstumas ir tikslus padavimo judesys. Krantas ir krumpliaratis tampa patrauklūs, kai ašis yra labai ilga ir turi pasiekti didelį judėjimo greitį be kritinio-greičio apribojimo, kurį sukelia ilgas besisukantis varžtas.

 

Sprendimas neturėtų būti grindžiamas įsitikinimu, kad viena sistema yra visuotinai tikslesnė ar patvaresnė. Gerai-suprojektuota stelažo-ir- krumpliaračio ašis gali būti pranašesnė už per mažo dydžio ilgą rutulinį varžtą, o tinkamai palaikomas ir iš anksto įkrautas rutulinis sraigtas gali užtikrinti geresnį padavimo valdymą nei prastai sumontuota stovo sistema.

 

Norėdami sukurti CNC maršrutizatorių, įvertinkite kiekvieną ašį atskirai. Ilgos X ir Y ašys gali pateisinti krumpliastiebį ir krumpliaratį, o trumpesnė Z ašis vis tiek gali būti naudinga rutuliniu varžtu. Jei pasirenkamas rutulinis varžtas, prieš užbaigdami projektą patikrinkite kritinį greitį, lenkimo apkrovą, šviną, variklio sukimo momentą, atraminius guolius, išlygiavimą ir aplinkos apsaugą.

← Atgal į DLY tinklaraštį