Wybierając śrubę kulową, większość ludzi zwraca uwagę tylko na trzy rzeczy: średnicę, skok i stopień dokładności. Czy to wystarczy? Przez większość czasu tak. Ale kilka razy się sparzyłem, bo patrzyłem tylko na te trzy.
Później wróciłem i podsumowałem pułapki. W katalogu wymienione są trzy parametry, ale wiele osób (w tym ja z przeszłości) nigdy na nie nie patrzy. Mam nadzieję, że pomoże Ci to uniknąć moich błędów.
Parametr 1: Prędkość krytyczna
Zacznę od prawdziwej historii. Kilka lat temu pomagałem klientowi w wyborze śruby do osi X o skoku 1200 mm i wymaganej prędkości 60 m/min. Obliczyłem obciążenie, wyprzedzenie i moment obrotowy silnika – wszystko wydawało się w porządku. Ale kiedy uruchomiliśmy maszynę i osiągnęliśmy prędkość 50 m/min, cały stół zaczął wibrować jak traktor.
Dwa dni zajęło mi zorientowanie się, że całkowicie zignorowałem prędkość krytyczną śruby. Ta śruba miała średnicę 25 mm i była mocowana na stałe. Jego prędkość krytyczna wynosiła około 1900 obr./min. Aby osiągnąć 60 m/min, potrzebował 2400 obr./min – znacznie powyżej limitu. Zamieniliśmy na śrubę o średnicy 32 mm, prędkość krytyczna wzrosła i problem zniknął.
Co to jest prędkość krytyczna?Jest to prędkość, z jaką śruba rezonuje. Pomyśl o kręceniu ołówkiem – zbyt szybko, a on podskoczy. Im dłuższa i cieńsza śruba, tym niższa jest jej prędkość krytyczna. Zawsze sprawdzaj, czy wymagane obroty przekraczają prędkość krytyczną. Przepis znajdziesz w każdym katalogu – nie pomijaj go.
Parametr 2: Dopuszczalne osiowe obciążenie statyczne
Kolejna pułapka. Klient budował oś pionową (oś Z) z obciążeniem około 300 kg. Wybrali AŚruba 32mm. Według znamionowego obciążenia dynamicznego było to więcej niż wystarczające. Ale sześć miesięcy później śruba została wygięta.
Rozebrałem go – nie był noszony, wręcz był pogięty. Dlaczego? W osi pionowej, gdy maszyna jest wyłączona, obciążenie stale dociska śrubę. Z biegiem czasu śruba może się wygiąć. Nazywa się to dopuszczalnym osiowym obciążeniem statycznym. Jest w katalogu, ale znowu wiele osób go ignoruje.
Lekcja wyciągnięta: W przypadku osi pionowych nie patrz tylko na obciążenie dynamiczne – sprawdź także obciążenie statyczne. Wybierz większą średnicę, zwłaszcza gdy skok jest długi i obciążenie jest duże.
Parametr 3: Charakterystyka termiczna
Ten jest najbardziej podstępny. Klient miał szybką maszynę dozującą, która działała w sposób ciągły. Po kilku miesiącach dokładność pozycjonowania wciąż spadała. Rano było w porządku; po południu było już wyłączone.
Zmierzyłam temperaturę orzecha – wynosiła 65 stopni. Metal rozszerza się, gdy się nagrzewa, a śruba staje się dłuższa. Ta dodatkowa długość zabiła dokładność pozycjonowania. Podczas wyboru wzięli pod uwagę jedynie klasę dokładności, a nie wytwarzanie ciepła.
Jak to naprawiliśmy? Dwie rzeczy: po pierwsze, powiększyliśmy śrubę, aby zmniejszyć procent obciążenia, co obniżyło temperaturę. Po drugie dodaliśmy chłodzenie – nadmuch zimnego powietrza wzdłuż śruby. Po opanowaniu wzrostu temperatury dokładność ustabilizowała się.
Na wynos: W przypadku śrub pracujących stale z dużą prędkością należy uwzględnić rozszerzalność cieplną. Albo zwiększ, aby obniżyć temperaturę, albo dodaj aktywne chłodzenie. Nie należy oczekiwać, że śruba sama odprowadzi ciepło.
Trzy pytania, które warto sobie zadać za każdym razem
- Czy moje maksymalne obroty przekraczają prędkość krytyczną? Specjalnie do maszyn o długim skoku.
- Czy w przypadku osi pionowej śruba będzie się pełzać (zginać) pod obciążeniem statycznym, gdy maszyna będzie wyłączona?
- Czy jeśli maszyna pracuje stale z dużą prędkością, śruba nie będzie się zbytnio nagrzewać? A jeśli tak, czy mogę zachować dokładność?
Odpowiedzi na te pytania nie znajdziesz w katalogu – musisz kalkulować i myśleć z wyprzedzeniem.
Kilka szczerych słów
Wybór Aśruba kulowanie polega tylko na wybraniu średnicy i skoku z katalogu. Prędkość krytyczna, dopuszczalne obciążenie statyczne i właściwości termiczne – jeśli je przeoczysz, maszyna poinformuje Cię później. Ja popełniłem te błędy, więc Ty nie musisz.
Szyna prowadząca Zhejiang Baili oferuje usługi obliczania doboru śrub kulowych. Jeśli nie masz pewności, jaki rozmiar lub długość będzie odpowiadać Twoim warunkom, prześlij nam swoje parametry – pomożemy Ci to obliczyć.