Kaip pasirinkti tinkamus rutulinių varžtų tipus

Šiame straipsnyje paaiškinama pagrindinėrutulinių varžtų tipaipagal gamybos metodą, tikslumo laipsnį, rutulio cirkuliacijos metodą, veržlės struktūrą ir švino dydį. Taip pat pateikiamos praktinės atrankos nuorodos įvairiems pramoniniams tikslams.

Ką iš tikrųjų veikia rutulinis varžtas - ir kodėl tipo pasirinkimas yra svarbus

Rutulinis varžtas sukamąjį judesį paverčia linijiniu, naudodamas recirkuliacinius rutulius, kurie sukasi tarp srieginio veleno ir veržlės. Kadangi rutuliukai rieda, o ne slysta, rutulinis sraigtas pasiekia daug didesnį efektyvumą (paprastai 90% ar daugiau), palyginti su tradiciniu švininiu varžtu, ir tai daroma su daug didesniu pakartojamumo lygiu.

Beje, ne visi rutuliniai varžtai yra pagaminti taip pat. Susuktas C7 varžtas su viena veržle ir 20 mm laidu elgiasi labai skirtingai nei įžemintas C5 varžtas su dviguba veržle ir 5 mm laidu -, net jei abiejų vardinis skersmuo yra toks pat. Pasirinkus netinkamą derinį, gali tekti mokėti daugiau nei būtina arba pasirinkti varžtą, kuris neatitinka tikslumo ar naudojimo trukmės reikalavimų.

Toliau pateiktose skiltyse paeiliui aprašomas kiekvienas matmuo.

1. Gamybos metodas: valcavimas prieš žemę

Gamybos metodas yra vienas iš svarbiausių rutulinių varžtų klasifikavimo būdų. Tai tiesiogiai veikia tikslumą, kainą, gamybos laiką, paviršiaus kokybę ir tinkamą taikymo sritį.

Valcuotas rutulinis varžtas

Valcavimo būdu gaminamas rutulinis sraigtas. Sriegio griovelį sudaro valcavimo štampai, todėl gamyba yra efektyvi ir ekonomiška. Valcuoti rutuliniai varžtai yra plačiai naudojami pramonėje, nes jie užtikrina stabilų judėjimą ir ekonomiškesnę kainą.

Valcuoti rutuliniai sraigtai tinka automatikos įrangai, pakavimo mašinoms, medienos apdirbimo staklėms, CNC maršrutizatoriams, 3D spausdintuvams ir bendrosioms perkėlimo ar padėties nustatymo sistemoms, kur nereikia itin didelio{1}} švino tikslumo.

DLY gaminiams paprastai naudojami šaltai valcuoti{0}}rutuliniai varžtaiC7 tikslumo laipsnis. Jie dažnai pasirenkami, kai mašinai reikia patikimo judėjimo, pagrįsto tikslumo, trumpesnio pristatymo ir geresnės sąnaudų kontrolės.

Įžeminimo rutulinis varžtas

Įžemintas rutulinis sraigtas gaminamas preciziškai šlifuojant. Šis procesas užtikrina didesnį švino tikslumą, lygesnį bėgimo tako paviršių ir stabilesnį judėjimo našumą, naudojant didelio tikslumo programas.

Įžeminimo rutuliniai sraigtai dažniausiai naudojami tiksliosiose CNC staklėse, šlifavimo staklėse, tikrinimo įrangoje, matavimo įrenginiuose, puslaidininkių įrangoje ir didelio{0}}tikslumo padėties nustatymo sistemose.

DLY gaminiams paprastai naudojami įžeminimo rutuliniai varžtaiC5 tikslumo laipsnis. Jie parenkami, kai reikalingas didesnis padėties nustatymo tikslumas ir geresnė laidų klaidų kontrolė.

Kaip nuspręsti: jei jūsų programa reikalauja geresnio nei ±0,05 mm padėties pakartojamumo, pagrindinis reikalavimas yra įžeminimas. Bendrajai automatizacijai, kai padėties nustatymo paklaida yra ±0,1 mm arba platesnė, susukti varžtai yra geros vertės neprarandant patikimumo. Venkite per daug-nurodinėti: C3 įžeminimo varžtas, veikiantis užterštoje arba prastai suteptoje aplinkoje, nepralenks tinkamai prižiūrimo C7 susukto varžto.

2. Pagal tikslumo laipsnį

Rutulinio varžto tikslumas daugiausia susijęs su švino tikslumu ir padėties nustatymo našumu. Didesnio tikslumo klasės naudojamos, kai mašinai reikia griežtesnės padėties kontrolės, geresnio pakartojamumo ir mažesnės laidų paklaidos.

Įprastos rutulinių varžtų tikslumo klasės yra C0, C1, C2, C3, C5, C7 ir C10. Apskritai, kuo mažesnis klasės numeris, tuo didesnis tikslumo reikalavimas ir didesnės gamybos sąnaudos.

Tačiau didesnis tikslumas ne visada būtinas. Tikslumo laipsnis turi atitikti mašinos konstrukciją, kreipiamosios dalies tikslumą, guolio atramą, montavimo paviršių, valdymo sistemą, apkrovą ir darbo aplinką.

3. Kamuoliukų cirkuliacijos metodas: kaip kamuoliukai grįžta

Rutulinės veržlės viduje rutuliukai juda išilgai sriegio ir turi būti nuolat grąžinami į grandinės pradžią, kad būtų galima nepertraukiamai judėti. Rutuliukų grąžinimo būdas turi didelę įtaką varžto greičiui, triukšmo lygiui, montavimo apvalkalui ir tinkamumui skirtingoms apkrovos sąlygoms.

Išorinė vamzdžių cirkuliacija

Rutuliukai išeina iš veržlės per deflektorių, keliauja per išorinį grąžinimo vamzdį, sumontuotą veržlės korpuso išorėje, ir vėl{0}}įeina į grandinę kitame gale. Tai tvirtas,-patikrintas dizainas, kurį lengva gaminti ir aptarnauti.

Išorinės vamzdžių konstrukcijos puikiai atlaiko dideles apkrovas, nes grįžtamojo kelio geometrija leidžia didesnio dydžio rutuliukus ir kelias grandines. Jie plačiai naudojami sunkiasvorėse-CNC ašyse, frezavimo staklėse ir pramoniniuose presuose.

Trūkumas yra tas, kad išorinis grįžtamasis vamzdis padidina išorinį veržlės skersmenį. Kompaktiškose mašinose tai gali sukelti klirenso problemų.

Vidinė cirkuliacija

Vidinės cirkuliacijos konstrukcijose rutuliukai grąžinami per kanalus, įtaisytus į patį veržlės korpusą, naudojant deflektorius, kurie nukreipia rutulius iš vienos grandinės pabaigos į kitos grandinės pradžią, nepaliekant veržlės apvalkalo.

Dėl šios konstrukcijos gaunama kompaktiškesnė veržlė su mažesniu išoriniu skersmeniu, o tai naudinga, kai montavimo vietos yra mažai. Vidinis kelias taip pat linkęs sukurti sklandesnį, mažesnį{1}}triukšmą esant vidutiniam greičiui.

Vidinė cirkuliacija dažniausiai naudojama graviravimo mašinose, medicininėse padėties nustatymo sistemose ir kompaktiškuose automatikos moduliuose.

Pabaigos dangtelio grąžinimas (taip pat vadinamas Deflektorius-tipu arba dideliu{1}}greičiu)

Galinių dangtelių konstrukcijose naudojami tiksliai suformuoti galiniai dangteliai kiekviename veržlės gale, kad būtų galima nukreipti rutulius. Ši geometrija leidžia rutuliukams judėti didesniu greičiu, sumažinant triukšmą ir vibraciją, ir paprastai pasiekia didesnes Dm·N vertes (bendras skersmens ir greičio matas) nei vamzdžių ar vidinių konstrukcijų.

Tai yra pageidaujamas dizainas didelės-sparčios programoms: greitai-judančių platformų, lazerinio pjovimo staklių, didelio-našumo rinkimo-ir{4}}davimo sistemoms. Galiniai dangteliai taip pat puikiai dera su valytuvų sandarikliais ir apsaugos nuo dulkių funkcijomis.

Sraigtinio griovelio grąžinimas

Sraigtinio griovelio konstrukcijose grįžtamasis kelias yra integruotas tiesiai į veržlės korpusą kaip sraigtinis griovelis, einantis lygiagrečiai sriegiui. Ši kompaktiška geometrija tinka miniatiūriniams varžtams su mažais laidais, kur įprasti grąžinimo būdai nėra praktiški.

Šis dizainas naudojamas tiksliose{0}}padėties nustatymo programose: mažo-skersmens tiksliuose sraigtuose medicinos įrenginiuose, optinėse sistemose ir puslaidininkių tvarkymo įrangoje.

4. Veržlės struktūra: viena veržlė vs dviguba veržlė

Rutulinės veržlės struktūra turi įtakos laisvos eigos kontrolei, standumui, montavimo vietai, kainai ir priežiūrai. Įprastos veržlių struktūros yra vienos veržlės, dvigubos veržlės ir kairiosios/dešinės pusės{1}}veržlės.

Vieno veržlės rutulinis varžtas

Vienos veržlės rutulinis varžtas yra labiausiai paplitusi ir ekonomiškiausia konstrukcija. Jis yra kompaktiškas, lengvai montuojamas ir tinka daugeliui standartinių automatikos ir bendrųjų pramoninių mašinų.

Vienos veržlės dizainas yra tinkamas, kai aplikacijai reikia stabilaus judėjimo, bet nereikalauja itin didelio standumo ar griežto laisvumo kontrolės.

Kai vienas riešutas yra teisingas pasirinkimas:

• 
  Standartinės padėties nustatymo programos su vidutinio tikslumo reikalavimais
  Taikymas, kai nedidelis ašinis tarpas yra priimtinas arba kompensuojamas valdymo sistema
  Išlaidoms{0}}jautrios konstrukcijos, kai dvigubo-veržlės standumo nereikia
  Tarpo-ribotos ašys, kuriose veržlės ilgis turi būti sumažintas iki minimumo

SFU serija yra flanšinė vienos{0}}veržlės konstrukcija su galiniu rutuliniu dangteliu, tinkama įvairioms CNC ir automatizavimo programoms. Galima įsigyti nuo 12 mm iki 80 mm skersmens su laidais nuo 4 mm iki 20 mm.

Dvigubas veržlės rutulinis varžtas

Dvigubos veržlės rutulinis varžtas naudoja dvi veržles išankstinei apkrovai ir standumui pagerinti. Jis dažnai pasirenkamas, kai reikalingas geresnis blyksnio valdymas ir didesnis padėties stabilumas.

Dvigubos veržlės konstrukcijos tinka CNC staklėms, tikslaus padėties nustatymo ašims, sunkios{0}}apkrovos sistemoms ir tais atvejais, kai svarbus ašinis standumas. Paprastai jiems reikia daugiau montavimo vietos ir didesnės sąnaudos nei vienos veržlės konstrukcijoms.

Kai dviguba veržlė yra teisingas pasirinkimas:

• 
  Programos, kuriose atstumas turi būti lygus nuliui arba artimas{0}}nuliui: didelio-tikslumo CNC ašys, šlifavimo staklės, EDM įranga
  Ašys, kurioms taikomos atbulinės eigos apkrovos, kai tarpas sukeltų padėties paklaidą apsisukimo taške
  Aukšti{0}}tvirtumo reikalavimai, kai rutulinio sraigto mazgas yra konstrukcijos apkrovos trajektorijos dalis
  Vertikalios ašys, kuriose apkrovos svoris sukuria nuolatinį išankstinį apkrovą žemyn grįžtant

Ko nepataiso dviguba veržlė: Išankstinis apkrovimas prieš atstūmimą padidina trintį ir generuoja daugiau šilumos. Perkrauta arba nepakankamai sutepta dviguba veržlė susidėvės greičiau nei tinkamo dydžio viena veržlė. Dvigubos veržlės pasirinkimas turėtų būti pagrįstas standumo ir atstumo reikalavimais, o ne prielaida, kad didesnė išankstinė apkrova visada yra geriau.

Kairė/dešinė{0}}veržlė rutulinis varžtas

Kairėje/dešinėje -rutulinio sraigto konstrukcija gali sukurti priešingas judėjimo kryptis ant to paties varžto veleno. Ši konstrukcija dažnai naudojama mechanizmuose, kuriems reikalingas sinchroniškas atidarymas ir uždarymas arba simetriškas judėjimas.

Įprasti pritaikymai apima suspaudimo įtaisus, centravimo mechanizmus, reguliavimo įtaisus ir specialią automatikos įrangą.

5. Švino pasirinkimas: greičio, jėgos ir raiškos atitikimas

Švinas yra ašinis atstumas, kurį veržlė nuvažiuoja per visą varžto apsisukimą. Jis turi tiesioginį poveikį trims dalykams: pasiekiamam linijiniam greičiui, turimai traukos jėgai ir padėties nustatymo raiškai.

Greitis: esant tam tikram variklio greičiui, didesnis laidas sukuria didesnį tiesinį greitį. Jei jūsų ašis turi judėti 1 000 mm/s greičiu, o variklis dirba 3 000 aps./min., minimalus reikalingas atstumas yra: 1 000 mm/s × 60 ÷ 3 000 RPM=20 mm.

Jėga: esant tam pačiam variklio sukimo momentui, mažesnis laidas sukuria didesnę trauką. 5 mm švino sraigtas sukuria keturis kartus didesnę trauką nei 20 mm sraigtas, varomas to paties variklio, nes mechaninis pranašumas yra didesnis.

Skiriamoji geba: mažesnis laidas reiškia tikslesnę padėties nustatymą kiekvienam variklio žingsniui arba kodavimo skaičiui. Tai svarbu tais atvejais, kai valdymo sistemos skiriamoji geba turi būti maža.

Mažas švino rutulinis varžtas

Mažų švininių rutulinių varžtų laidas paprastai yra mažesnis nei 5 mm. Jie tinka tais atvejais, kai reikia tikslios padėties, didelės traukos ir geresnio valdymo mažesniu greičiu.

Įprastas pritaikymas apima tikslų reguliavimą, Z-ašies kėlimą, medicininę įrangą, laboratorinius instrumentus ir nedidelius padėties nustatymo etapus.

Vidutinio švino rutulinis varžtas

Vidutinio švino rutuliniai varžtai paprastai turi nuo 5 mm iki 20 mm. Jie užtikrina pusiausvyrą tarp greičio, traukos ir padėties nustatymo tikslumo.

Šis tipas plačiai naudojamas CNC staklėse, automatikos įrangoje, pakavimo mašinose, medienos apdirbimo staklėse ir bendrose pramoninėse judesių sistemose.

Didelis švino rutulinis varžtas

Didelių švininių rutulinių sraigtų laidas paprastai yra didesnis nei 20 mm. Jie naudojami, kai reikalingas didelis tiesinis greitis.

Dideli švino sraigtai tinka didelio{0}}perdavimo greičio, ilgo{1} eigos padavimo, pakrovimo ir iškrovimo sistemoms ir greitoms automatizavimo ašims. Tačiau naudojant didesnį laidą reikia atidžiai patikrinti padėties nustatymo skiriamąją gebą ir trauką.

Svarbu atsižvelgti į vertikalias ašis:Ant vertikalios ašies gravitacija nuolat veikia apkrovą. Didelis-švino varžtas gali suktis atgal-su gravitacija, kai variklis neišlaiko sukimo momento - tai yra fizinė laido geometrijos savybė, o ne defektas. Bet kuri vertikali ašis, kurios laidas viršija apytiksliai 10–12 mm, turėtų būti įvertintas atsižvelgiant į važiavimo atgal-riziką, o jei važiavimas atgal-kelia susirūpinimą, konstrukcijoje turi būti variklio stabdys arba mechaninė atsvara. Tai saugos reikalavimas, o ne tik našumas.

Greitas įvairių tipų rutulinių varžtų pasirinkimo vadovas

Supratę skirtingus rutulinių varžtų tipus, kitas žingsnis yra suderinti tipą su faktiniais mašinos reikalavimais. Žemiau esančioje lentelėje pateikiama praktinė nuoroda.

DLY rutulinio varžto tipo nuoroda

DLY reikmenysvalcuoti rutuliniai varžtai, šlifavimo rutuliniai varžtai, pavienės veržlės, dvigubos veržlės,paramos vienetai, ir pritaikytas CNC staklių, automatikos įrangos, pakavimo mašinų, medicinos įrangos ir pramoninių judesių sistemų galutinis apdirbimas.

DLY rutuliniams varžtams paprastai naudojami{0}}šaltai valcuoti rutuliniai varžtaiC7 tikslumo laipsnis, o įžeminimo rutuliniai varžtai paprastai yraC5 tikslumo laipsnis. Rutulinio varžto veleno medžiaga yraS55C, o rutulinės veržlės medžiaga yra20CrMo.

Renkantis tinkamą rutulinio sraigto tipą, skersmenį, šviną, tikslumo laipsnį, veržlės konstrukciją, cirkuliacijos metodą, išankstinį apkrovą, atraminius mazgus, galutinį apdirbimą, apkrovą, greitį ir montavimo vietą reikia peržiūrėti kartu.

Išvada

Yra daugybė rutulinių varžtų tipų, ir kiekvienas tipas yra skirtas skirtingiems mašinos reikalavimams. Valcuoti rutuliniai sraigtai tinka ekonomiškam{1}}bendrajam judėjimui, o šlifuojami rutuliniai varžtai naudojami siekiant didesnio tikslumo ir geresnio švino tikslumo. C7 rutuliniai sraigtai yra įprasti automatikoje ir bendroje pramoninėje įrangoje, o C5 rutuliniai varžtai labiau tinka tikslioms CNC, tikrinimo sistemoms ir didelio tikslumo padėties nustatymo ašims.

Rutulio cirkuliacijos metodas, veržlės struktūra ir švino dydis taip pat turi įtakos galutiniam pasirinkimui. Išorinė cirkuliacija gali būti naudojama didesnėms ar sunkesnėms apkrovos sistemoms, vidinė cirkuliacija naudinga kompaktiškoms konstrukcijoms, galinis dangtelio grįžimas palaiko sklandų ir greitą judėjimą, o dvigubos veržlės padeda pagerinti standumą ir laisvumo valdymą, kai taikoma tinkama išankstinė apkrova.

Tinkamo rutulinio varžto tipas turi būti parinktas atsižvelgiant į apkrovą, greitį, tikslumą, eigą, montavimo erdvę, standumą, kainą ir darbo aplinką. Užuot renkantis tik pagal vieną parametrą, prieš patvirtinant galutinį modelį geriau peržiūrėti visą judesio sistemą.