Įvadas
Naudojant ne-standartinę automatikos įrangą, servovariklio sujungimas su rutuliniu varžtu tapo standartine linijinio judėjimo konfigūracija.
Tačiau daugelis naujokų įrangos projektavimo inžinierių dažnai klausia:
"Kodėl diržo arba krumpliaračių pavaroms beveik visada reikalinga pavarų dėžė, o rutuliniams varžtams retai? Ar tai tik pramonės įprotis, ar inžinerinė būtinybė?"
Šiame straipsnyje mes paaiškinsime šį klausimą žingsnis po žingsnio - nuo pagrindinių principų ir mechaninės struktūros iki tikro pasirinkimo pavyzdžio -, kad inžinieriai galėtų priimti pagrįstus sprendimus dėl linijinio judėjimo sistemos projektavimo.
Pagrindinė išvada - Daugumai rutulinių varžtų nereikia pavarų dėžės
Trumpas atsakymas: prie rutulinio sraigto pridėti pavarų dėžę nėra neįmanoma, tačiau daugeliu atvejų tai nereikalinga.
Pavarų dėžės pridėjimas prie rutulinio varžto gali sukelti naujų problemų ir išlaidų be didelės naudos. Pagrindinė priežastis yra paprasta: rutulinis varžtas savaime užtikrina mechaninį sumažinimą ir sukimo momento stiprinimą.
Rutuliniai varžtai jau sumažina
Daugelis inžinierių šviną laiko tik greičio parametru, nepaisydami jo mechaninės reikšmės.
- Švinas nustato sukimosi ir tiesinio judėjimo konversijos santykį.
- Pavyzdžiui, 10 mm švino rutulinis varžtas perkelia veržlę 10 mm per vieną varžto apsisukimą.
Vien tai veikia kaip fiksuotas mechaninis redukcijos koeficientas.
Jei variklis sukasi 3000 aps./min., tiesinis greitis yra tik 30 m/min. Žvelgiant iš energijos perspektyvos, variklio didelio-greičio, mažo- sukimo momento išėjimas jau paverčiamas mažo-greičio, didelės{6}}traukos tiesiniu judesiu.
Daugeliu atvejų šis „paslėptas redukcijos koeficientas“ yra lygus 10:1 ar net 20:1, todėl rutulinis varžtas yra labai efektyvus mechaninis reduktorius.
Kodėl diržo ir krumpliaračių pavaroms beveik visada reikia pavarų dėžės
Diržinės, grandinės ir krumpliaračių pavaros pačios negali žymiai sumažinti arba sustiprinti sukimo momentą.
Jei varomas tiesiogiai varikliu:
- Variklio greitis gali būti per didelis, todėl linijinis greitis yra nekontroliuojamas.
- Išėjimo sukimo momentas gali būti nepakankamas, todėl gali kilti variklio perkrova.
- Inercijos neatitikimas gali sukelti vibraciją, prastą{0}}mažo greičio veikimą ir nestabilią padėties nustatymą.
Čia pavarų dėžė yra būtina norint padidinti sukimo momentą, sumažinti greitį ir pagerinti valdymą.
Priešingai, rutulinių varžtų sistema iš esmės sprendžia šias problemas dėl savo švino ir mechaninio dizaino.
Pavarų dėžės pridėjimas prie rutulinio varžto gali sukelti problemų
Nors tai techniškai įmanoma, rutulinio varžto sujungimas su pavarų dėže dažnai turi trūkumų:
Prailginta tiksli grandinė
Pridėjus pavarų dėžę, padidėja laisvumas, sukimo elastingumas ir surinkimo klaidos, sumažėja padėties nustatymo tikslumas.
Padidėjusios išlaidos ir dydis
Pavarų dėžės yra brangios ir padidina sistemos plotą, apsunkindamos atraminę konstrukciją.
Sumažintas dinaminis atsakas
Rutuliniai sraigtai pasižymi dideliu greitėjimu ir reaguojančiu linijiniu judesiu. Pridėjus pavarų dėžę, padidėja lygiavertė inercija, lėtėja pagreitis ir didelės spartos{1}}interpoliacija.
Kada pavarų dėžė tikrai reikalinga rutuliniam varžtui?
Yra specifinių situacijų, kai pavarų dėžė vis tiek gali būti reikalinga:
Didelė apkrova su mažu švinu
- Kai apkrova artėja prie 1 tonos, o laidai yra tik 2 mm, net ir didelės galios variklis gali nesuteikti pakankamo sukimo momento.
- Tokiais atvejais pavarų reduktorius gali kompensuoti sukimo momentą.
Vertikalios arba saugos{0}}kritinės ašys
- Z-ašies kėlimo sistemoms ar kitoms vertikalioms ašims, turinčioms susirūpinimą dėl saugos, gali būti naudojama pavarų dėžė arba savaime{1}}užsifiksuojantis mechanizmas, kad būtų išvengta paslydimo ar laisvo kritimo.
- Tai labiau saugos dizaino, o ne standartinio pasirinkimo klausimas.
Realaus variklio pasirinkimo pavyzdys - Nereikia pavarų dėžės
Apsvarstykite šį tipišką horizontalų pritaikymą:
- Apkrova: 30 kg
- Linijinis greitis: 300 mm/s
- Pagreitis: 0,5 g
- Eiga: 800 mm
- Padėties nustatymo tikslumas: ±0,02 mm
- Rutulinis varžtas: Ø20 mm, švinas 10 mm, perdavimo efektyvumas 0,9
Skaičiavimas:
- Reikalinga trauka: ~250 N
- Variklio sukimo momentas prie sraigtinio veleno: ~0,4 Nm
- Pasirinktas variklis: 400 W servo, vardinis sukimo momentas didesnis arba lygus 1 Nm
Rezultatas: sukimo momento atsarga yra pakankama, dinaminis atsakas puikus, konstrukcija paprasta - nereikia pavarų dėžės.
Ši konfigūracija yra labiausiai paplitusi ir patikrinta nestandartinėje automatikos įrangoje.
Santrauka
Daugeliui rutulinių varžtų pavarų dėžės nereikia, nes laidas užtikrina įtaisytą-redukcijos koeficientą ir sukimo momento stiprinimą.
Pavarų dėžės yra būtinos diržinėms arba krumpliaračių pavaroms, tačiau retai suteikia pridėtinės vertės rutulinių varžtų sistemoms.
Tik esant labai didelėms apkrovoms arba esant saugiai{0}}kritinėms vertikalioms ašims, inžinieriai turėtų apsvarstyti galimybę pasirinkti pavarų dėžę.
Tinkamai parinkus variklį ir rutulinį varžtą, pavarų dėžė dažnai tampa nereikalinga, taupant sąnaudas, erdvę ir pagerinant dinamines charakteristikas.
Reikia pagalbos pasirenkant rutulinius varžtus jūsų automatikos projektui?
AtDLY linijinis judesys, padedame inžinieriams pasirinkti tinkamą rutulinio sraigto ir servovariklio derinį bet kokiai automatizavimo programai.
- Nemokamas dizaino palaikymas ir sukimo momento skaičiavimas
- Individualūs sprendimai ne{0}}standartinei įrangai
- Didelio-tikslumo, didelio{1}}efektyvumo rutuliniai varžtai su pristatymu visame pasaulyje
[Susisiekite su mumis šiandien] optimizuoti linijinio judėjimo sistemą be nereikalingų pavarų dėžių.
Telefono numeris / WhatsApp:+8618957070963
El. paštas:export@dlybearing.com
YOUTUBE:youtube.com/%40DLYlinearmotion
Facebook: www.facebook.com/DLYLinearMotion
Svetainė: www.deliyalinearmotion.com
