A kúluskrúfuparbreytir snúningshreyfingu í stýrða línulega hreyfingu með rúllandi snertingu á milli skrúfuskaftsins, stálkúlna og kúluhnetunnar. Frammistaða þess ræðst ekki af skrúfunni einni saman. Rúmfræði kappakstursbrautar, hringrás bolta, forhleðsla, nákvæmni blýs, stuðningsfyrirkomulag, smurning og uppsetningarstilling vinna saman sem eitt flutningskerfi.
Þessi tækni ákvarðar hvort ás vélarinnar geti náð nauðsynlegri stöðu ítrekað, snúið við stefnu án þess að missa of mikla hreyfingu og starfa á tilætluðum hraða án titrings eða ofhitnunar. Þetta er ástæðan fyrir því að tvær kúluskrúfur með sama nafnþvermál og blý geta hegðað sér mjög öðruvísi í raunverulegum búnaði.
Skilningur á lykiltækni kúluskrúfupars hjálpar verkfræðingum að tilgreina samsetninguna í samræmi við álag, slag, hraða og staðsetningarkröfur í stað þess að velja það eingöngu eftir tegundarnúmeri.
Kúluskrúfa par íhlutir
Heilt kúluskrúfapar inniheldur venjulega skrúfuskaft, kúluhnetu, stálkúlur, kúluskilakerfi og innsigli eða þurrku. Í vélarás vinnur hann einnig með burðarlegum, mótortengingu og smurkerfi.
| Hluti | Aðalvirkni | Áhrif á árangur |
|---|---|---|
| Skrúfa skaft | Veitir þyrlulaga kappakstursbrautinni og sendir snúningshreyfingu | Hefur áhrif á nákvæmni leiðar, hleðslugetu, mikilvægan hraða og dálkastyrk |
| Kúluhneta | Inniheldur samsvarandi kappakstursbraut og flytur ásálag | Hefur áhrif á stífleika, uppsetningaraðferð og laus pláss |
| Stálkúlur | Rúllaðu á milli skaftsins og hnetunnar | Hafa áhrif á sléttleika, álagsdreifingu, forhleðslu og þreytulíf |
| Skilakerfi | Endurhringir kúlunum í gegnum lokaða leið | Hefur áhrif á vinnsluhraða, hávaða og stöðugleika í blóðrásinni |
| Þurrkur og þéttingar | Takmarkaðu innkomu mengunarefna og tapi smurefna | Hjálpaðu til við að vernda kappakstursbrautirnar og lengja endingartímann |
Rolling Contact og Raceway Geometry
Miðtækni kúluskrúfupars er að skipta um rennasnertingu fyrir hringrásarsnertingu. Þegar skrúfan eða hnetan snýst, hreyfast kúlurnar meðfram þyrillaga hlaupbrautunum og flytja kraftinn á milli íhlutanna tveggja. Eftir að hafa farið í gegnum hlaðna svæðið fara boltarnir aftur á upphafsstaðinn í gegnum hringrásarkerfið.
Þessi vélbúnaður dregur úr núningi og gerir samsetningunni kleift að starfa á skilvirkan hátt undir ásálagi. Hins vegar er ónákvæmt að lýsa kúluskrúfu þannig að hún hafi "núll núning". Veltandi snerting, þéttingar, smurolíuhringur, forhleðsla og bolta endurhringur framleiða allt viðnám og hita.
Nákvæmni kappakstursbrautar er sérstaklega mikilvæg. Samræmið á milli kúlu og gróp stjórnar snertiflötum og álagsdreifingu. Léleg rúmfræði eða ósamræmi kúlustærð getur valdið ójafnri hleðslu, togsveiflum, titringi og ótímabærri yfirborðsþreytu.
Kúlu endurhringunartækni
Vegna þess að kúlurnar ferðast stöðugt í gegnum hlaðna kappakstursbrautina verða þær að snúa aftur í gegnum lokaða hringrásarleið. Algengar skilahönnun fela í sér ytri afturslöngur, innri sveigjanleika og -endalokahringrás.
Engin ein hringrásarhönnun er best fyrir hverja vél. Fyrirferðarlítil innri hönnun gæti hentað búnaði með takmarkað uppsetningarpláss, á meðan hægt er að velja aðra uppbyggingu fyrir tiltekna leiðslu, hraða eða álagsþörf. Skiptin á milli hlaðinna brautarinnar og til baka verða að leyfa boltunum að komast inn og fara vel út.
Við hærri snúningshraða getur óstöðug endurrás aukið högg, titring, hitastig og hávaða. Hár-afköst eru því háð fleiru en skrúfunni. Það krefst einnig viðeigandi -afkomuleiðar, kúlubils, smurningar og nákvæmni í uppsetningu.
Nákvæmni og staðsetning leiða
Fræðileg línuleg ferð fyrir einn skrúfuhring er jöfn nafnblýinu. Raunveruleg ferðalög eru örlítið frábrugðin vegna blývillu. Nákvæmni kúluskrúfa lýsir leyfilegum breytingum á þessari raunverulegu hreyfingu yfir tiltekna ferðalengd.
Staðsetningarframmistöðu ætti ekki að meta eingöngu út frá nákvæmni. Lokavillan á ás vélarinnar getur einnig falið í sér axial úthreinsun, teygjanlega aflögun, stuðning-lagarhreyfingar, hitauppstreymi, tengivillu, misjöfnun í festingu og endurgjöf-kerfistakmarkanir.
Mikilvægur greinarmunur:nákvæmni leiðslu lýsir ferðaskekkju, bakslag lýsir tapaðri hreyfingu meðan á viðsnúningi stendur og endurtekningarnákvæmni lýsir því hversu stöðugt ásinn fer aftur í sömu skipaða stöðu. Þessi hugtök ættu ekki að vera notuð til skiptis.
Rúllaðar kúluskrúfur eru mikið notaðar í almennum sjálfvirkni- og staðsetningarkerfum, en jarðkúluskrúfur eru valdar þegar notkunin krefst þéttari blýnákvæmni og stýrðari kappakstursrúmfræði. Viðeigandi einkunn ætti að byggja á frammistöðu áss sem krafist er frekar en þeirri forsendu að hæsta einkunn sé alltaf nauðsynleg.
Forhleðsla, bakslag og stífni
Innri axial úthreinsun getur valdið glataðri hreyfingu þegar ásinn snýr stefnu. Forhleðsla beitir innri krafti á milli kúlanna og hlaupabrautanna til að draga úr úthreinsun og auka axial stífni. Það getur verið búið til með vali á kúlu-stærð, mótaðri hönnun á kappakstursbraut eða tvöfaldri-hnetu.
Hærri forhleðsla er ekki sjálfkrafa betri. Aukið forhleðsla getur bætt viðsvörun og stífleika við bakið, en það eykur einnig núningstog og hitamyndun. Of mikið forálag getur stytt endingartíma þreytu, aukið eftirspurn eftir mótorum og gert samsetninguna næmari fyrir misstillingu.
Rétt forálag fer eftir ytra ásálagi, nauðsynlegri stífni, vinnulotu, hröðun, vinnuhraða og nákvæmni uppsetningar. Forrit með hóflegar staðsetningarkröfur þurfa hugsanlega ekki sömu forhleðslu og nákvæmnisvélar-áss.
Hleðslugeta og þreytulíf
Hleðslugeta kúluskrúfa er undir áhrifum af þvermál kúlu, rúmfræði kappakstursbrautar, fjölda hlaðna kúla, fjölda hringrása og efnisástands. Vörulistar veita venjulega grunn kraftmikið álag fyrir útreikninga á þreytu-líftíma og grunnstöðustöðuálag til að athuga varanlega aflögun við mikið eða kyrrstætt álag.
Raunverulegur endingartími er mjög fyrir áhrifum af samsvarandi ásálagi. Höggálag, léleg röðun og mengun getur gert raunverulegt álag á einstaka bolta mun hærra en nafnálag vélarinnar gefur til kynna. Vegna þess að útreiknaður þreytulíftími breytist mikið með álagi, getur rangt álagsmat leitt til óraunhæfrar þjónustu-lífsniðurstöðu.
Við val ætti því að taka tillit til venjulegs álags, hámarksálags, hröðunarkrafts, vinnulotu og rekstrarstefnu. Lóðréttur ás gæti einnig þurft bremsu eða mótvægi vegna þess að mikil skilvirkni kúluskrúfu getur leyft aftur-akstur þegar drifkraftur er fjarlægður.
Hraði og mikilvægur hraði
Stærri blý framleiðir línulegri ferð á hvern snúning, sem gerir kleift að ná markmiðsmatarhraða við lægri snúningshraða. Hins vegar hefur blý einnig áhrif á nauðsynlegt akstursvægi, tiltæka vélrænni upplausn og hnetahönnun.
Fyrir snúningsskrúfu getur hámarkshraði verið takmarkaður af hringrásarkerfinu og af mikilvægum hraða skaftsins. Mikilvægur hraði er snúningshraði þegar skrúfan nálgast beygjuómun og byrjar að svipa eða titra. Það hefur aðallega áhrif á skrúfurótarþvermál, óstudda lengd og enda-stuðningsfyrirkomulag.
Löng, mjó skrúfa nær yfirleitt hraðamörkum fyrr en stutt skrúfa með stærri-þvermál. Með því að auka rótarþvermálið, minnka óstudda lengdina eða nota stífara stuðningsfyrirkomulag getur það hækkað leyfilegan vinnsluhraða. Hönnunin ætti að halda hæfilegri framlegð undir útreiknuðum mörkum frekar en að starfa stöðugt við ómun.
Hitastýring og smurning
Hiti breytir lengd skrúfuskaftsins og getur skapað staðsetningardrif jafnvel þegar upphafleg leiðarnákvæmni er mikil. Hiti getur komið frá forálagi, stuðningslegum, þéttingum, hröðum hjólreiðum og ófullnægjandi eða óhóflegri smurningu.
Feita er almennt notuð þar sem einfalt viðhaldsfyrirkomulag er ákjósanlegt, en olíusmurning getur verið notuð í miðlægum eða meiri-hraðakerfum. Tegund smurefnis, seigju og áfyllingarbil ætti að passa við rekstrarhraða, álag, hitastig og umhverfið í kring.
Nákvæmnibúnaður getur einnig notað hitastigsmælingu, stýrða upphitun,-upphitun, hitauppbót, forspenningu öxla eða kælingu. Þessar aðferðir taka á hitauppstreymi á kerfisstigi frekar en að treysta aðeins á hærri kúluskrúfu nákvæmni.
Stuðningur og uppsetning
Kúluskrúfuparið virkar ekki óháð festingarbyggingu þess. Stuðningslegur staðsetja skrúfuna í ás og geisla, á meðan tengingin tengir hana við mótorinn. Algeng stuðningsfyrirkomulag felur í sér fastar-frjálsar, fastar-studdar og fast-fastar stillingar.
Misskipting uppsetningar getur skapað hliðarhleðslu sem kúluskrúfan var ekki hönnuð til að bera. Þetta getur valdið óeðlilegu togi, ójöfnu sliti og of háum hita. Skrúfuskaftið, hnetahúsið, stuðningslegurnar og línulega stýrikerfið ættu að deila réttri röðun.
Lokavinnsla verður einnig að passa við valda legustuðning og mótortengingu. Hægt er að útvega DLY kúluskrúfur með notkunar-sértækri endavinnslu og passa samanstuðningseiningar fyrir kúluskrúfutil samþættingar í vélarbyggingu.
Lykilfæribreytur fyrir val
| Parameter | Hvers vegna það skiptir máli | Upplýsingar til að staðfesta |
|---|---|---|
| Þvermál skrúfa | Hefur áhrif á burðargetu, stífleika, beygjuþol og mikilvægan hraða | Ásálag, heildarlengd og stuðningsfjarlægð |
| Blý | Hefur áhrif á línulegan hraða, snúningshraða mótors, tog og upplausn | Markhraði, hröðun og mótoreiginleikar |
| Nákvæmni einkunn | Stjórnar leyfilegum blýbreytingum | Staðsetningarþol og skilvirk ferðalög |
| Forhleðsla eða úthreinsun | Hefur áhrif á bakslag, stífleika, tog og hitastig | Viðsnúningsnákvæmni, vinnuferill og ytra álag |
| Hnetuform | Ákveður uppsetningarviðmót og tiltæka burðargetu | Húsmál og uppsetningarstefna |
| Stuðningsfyrirkomulag | Hefur áhrif á axial stífleika, mikilvægan hraða og hitauppstreymi | Slag, skaftlengd, hraði og uppsetningarrými |
| Rekstrarumhverfi | Ákveður kröfur um þéttingu, smurningu og vernd | Ryk, flís, raki og umhverfishiti |
Umsóknir
Kúluskrúfapör eru notuð þar sem krafist er stjórnaðrar línulegrar hreyfingar, axialhleðslugetu og endurtekinnar staðsetningar. Dæmigert forrit eru CNC fóðurásar, iðnaðar sjálfvirkni, pökkunarvélar, skoðunarbúnaður, hálfleiðarabúnaður, lækningatæki og vélfærafræðileg staðsetningarkerfi.
Nauðsynlegt tæknistig er mismunandi eftir notkun. Almennt flutningskerfi getur forgangsraðað kostnaði, hleðslugetu og áreiðanleika, á meðan ás véla-verkfæra getur lagt meiri áherslu á nákvæmni leiðslu, forhleðslu, hitastöðugleika og burðarstífleika. Val ætti að byrja á rekstrarskilyrðum frekar en nafni forritsins eingöngu.
Algengar spurningar
Er kúluskrúfapar það sama og kúluskrúfa?Hugtökin eru oft notuð til skiptis. „Kúluskrúfupar“ leggur áherslu á samsvörun skrúfuskafts og kúluhnetusamstæðu, þar með talið bolta og hringrásarhluta, frekar en skrúfuskaftið eitt og sér.
Ekki eru allar kúluskrúfur-lausar við bakslag. Ásúthreinsun fer eftir innri hönnun og samsetningarástandi. Viðeigandi forhleðsla getur dregið úr eða útilokað mælanlega úthreinsun, en það eykur einnig núningstog og hita.
Mikilvægir þættir eru meðal annars nákvæmni blýs, axial úthreinsun, forhleðsla, teygjanleg aflögun, stuðning-leg stífni, hitauppstreymi, uppröðun og endurgjöf og stjórnkerfi vélarinnar.
Algengar orsakir eru of mikið forálag, óviðeigandi smurning, misskipting, skemmdir hringrásaríhlutir, of mikill hraði og mikil innsigli. Athuga skal upprunann áður en skipt er um smurolíu eða forhleðslu.
Niðurstaða
Lykiltækni kúluskrúfupars er ekki takmörkuð við litla-núningshreyfingu. Áreiðanleg frammistaða kemur frá samspili rúmfræði kappakstursbrautar, hringrás kúlu, nákvæmni, forhleðslu, stífleika, burðargetu, hraðastýringu, smurningu og uppsetningarbyggingu.
Til að velja skaltu staðfesta ásálag, virkt högg, markhraða, nákvæmniþörf, vinnuferil, uppsetningarrými, fyrirkomulag stuðnings og vinnuumhverfi. DLY getur útvegað valsaða C7 og malaða C5 kúluskrúfulausnir, þar á meðal hnetastillingu, forhleðslu, endavinnslu og samsvörun-eininga.
Fyrir val á kúluskrúfu eða tæknilega staðfestingu, sendu tilskilið þvermál, blý, slag, álag, hraða, nákvæmnistig og teikningu á enda-vinnslu.
Heimildir
- ISO 3408-1 - kúluskrúfur: Orðaforði og tilnefning.
- ISO 3408-3 - kúluskrúfur: Viðtökuskilyrði og staðfestingarpróf.
- Verkfræðibæklingar og tæknibækur framleiðanda sem fjalla um nákvæmni kúluskrúfa, forhleðslu, álagsmat og mikilvægan hraða.
