Εισαγωγή
Σε μη τυπικό σχεδιασμό εξοπλισμού αυτοματισμού, η σύζευξη ενός σερβοκινητήρα με μια σφαιρική βίδα έχει γίνει η τυπική διαμόρφωση για γραμμική κίνηση.
Ωστόσο, πολλοί μηχανικοί νέοι στο σχεδιασμό εξοπλισμού συχνά ρωτούν:
"Γιατί οι ιμάντες ή οι μηχανισμοί μετάδοσης κίνησης απαιτούν σχεδόν πάντα κιβώτιο ταχυτήτων, ενώ οι σφαιρικές βίδες σπάνια; Είναι αυτό απλώς μια συνήθεια της βιομηχανίας ή μια μηχανική αναγκαιότητα;"
Σε αυτό το άρθρο, θα διευκρινίσουμε αυτήν την ερώτηση βήμα προς βήμα - από τις βασικές αρχές και τη μηχανική δομή σε ένα παράδειγμα πραγματικής επιλογής -, ώστε οι μηχανικοί να μπορούν να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις για το σχεδιασμό του συστήματος γραμμικής κίνησης.
Βασικό συμπέρασμα - Οι περισσότερες σφαιρικές βίδες δεν χρειάζονται κιβώτιο ταχυτήτων
Η σύντομη απάντηση: δεν είναι αδύνατο να προσθέσετε ένα κιβώτιο ταχυτήτων σε μια σφαιρική βίδα, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι περιττό.
Η προσθήκη ενός κιβωτίου ταχυτήτων σε μια σφαιρική βίδα μπορεί να δημιουργήσει νέα προβλήματα και κόστος χωρίς σημαντικό όφελος. Ο βασικός λόγος είναι απλός: μια σφαιρική βίδα παρέχει εγγενώς μηχανική μείωση και ενίσχυση ροπής.
Οι σφαιρικές βίδες κάνουν ήδη "μείωση"
Πολλοί μηχανικοί θεωρούν το μόλυβδο μόνο ως παράμετρο ταχύτητας, παραβλέποντας τη μηχανική του σημασία.
- Η απαγωγή καθορίζει την αναλογία μετατροπής μεταξύ περιστροφικής και γραμμικής κίνησης.
- Για παράδειγμα, μια σφαιρική βίδα μολύβδου 10 mm μετακινεί το παξιμάδι κατά 10 mm ανά περιστροφή της βίδας.
Αυτό από μόνο του λειτουργεί σαν μια σταθερή αναλογία μηχανικής μείωσης.
Εάν ο κινητήρας περιστρέφεται με 3000 RPM, η γραμμική ταχύτητα είναι μόνο 30 m/min. Από ενεργειακή άποψη, η έξοδος υψηλής-ταχύτητας, χαμηλής-ροπής του κινητήρα έχει ήδη μετατραπεί σε γραμμική κίνηση χαμηλής-ταχύτητας, υψηλής-ώσης.
Σε πολλές περιπτώσεις, αυτός ο "κρυφός λόγος μείωσης" ισοδυναμεί με 10:1 ή ακόμα και 20:1, καθιστώντας τη σφαιρική βίδα από μόνη της έναν υψηλής απόδοσης μηχανικό μειωτήρα.
Γιατί οι ιμάντες και τα κιβώτια ταχυτήτων απαιτούν σχεδόν πάντα κιβώτιο ταχυτήτων
Οι μηχανισμοί κίνησης ιμάντα, αλυσίδας και γραναζιών δεν μπορούν να προσφέρουν σημαντική μείωση ή ενίσχυση ροπής από μόνοι τους.
Εάν οδηγείται απευθείας από κινητήρα:
- Η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να είναι πολύ υψηλή, με αποτέλεσμα ανεξέλεγκτη γραμμική ταχύτητα.
- Η ροπή εξόδου μπορεί να είναι ανεπαρκής, με κίνδυνο υπερφόρτωσης του κινητήρα.
- Η αναντιστοιχία αδράνειας μπορεί να προκαλέσει δόνηση, κακή απόδοση χαμηλής-ταχύτητας και ασταθή τοποθέτηση.
Εδώ, ένα κιβώτιο ταχυτήτων είναι απαραίτητο για την ενίσχυση της ροπής, τη μείωση της ταχύτητας και τη βελτίωση του ελέγχου.
Αντίθετα, ένα σύστημα σφαιρικών βιδών αντιμετωπίζει εγγενώς αυτά τα ζητήματα μέσω του ηλεκτροδίου και του μηχανικού σχεδιασμού του.
Η προσθήκη κιβωτίου ταχυτήτων σε μια σφαιρική βίδα μπορεί να προκαλέσει προβλήματα
Αν και είναι τεχνικά δυνατό, η αντιστοίχιση μιας σφαιρικής βίδας με ένα κιβώτιο ταχυτήτων συχνά παρουσιάζει μειονεκτήματα:
Εκτεταμένη αλυσίδα ακριβείας
Η προσθήκη κιβωτίου ταχυτήτων αυξάνει την οπισθοδρόμηση, την ελαστικότητα στρέψης και τα σφάλματα συναρμολόγησης, μειώνοντας την ακρίβεια τοποθέτησης.
Αυξημένο κόστος και μέγεθος
Τα κιβώτια ταχυτήτων είναι ακριβά και διευρύνουν το αποτύπωμα του συστήματος, περιπλέκοντας τη δομή στήριξης.
Μειωμένη δυναμική απόκριση
Οι σφαιρικές βίδες υπερέχουν στη γρήγορη επιτάχυνση και την απόκριση γραμμική κίνηση. Η προσθήκη ενός κιβωτίου ταχυτήτων αυξάνει την ισοδύναμη αδράνεια, την επιβράδυνση της επιτάχυνσης και την παρεμβολή υψηλής-ταχυτήτων.
Πότε είναι πραγματικά απαραίτητο ένα κιβώτιο ταχυτήτων για μια σφαιρική βίδα;
Υπάρχουν συγκεκριμένες περιπτώσεις όπου μπορεί να απαιτείται ακόμα κιβώτιο ταχυτήτων:
Υψηλό φορτίο με μικρό μόλυβδο
- Για φορτία που πλησιάζουν τον 1 τόνο και καλώδια έως 2 mm, ακόμη και ένας κινητήρας υψηλής ισχύος μπορεί να μην παρέχει επαρκή ροπή.
- Σε αυτές τις περιπτώσεις, ένας μειωτήρας μετάδοσης μπορεί να αντισταθμίσει τη ροπή.
Κάθετοι ή Ασφαλείς-Κρίσιμοι άξονες
- Για συστήματα ανύψωσης του άξονα Z-ή άλλους κατακόρυφους άξονες με ανησυχίες για την ασφάλεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί κιβώτιο ταχυτήτων ή μηχανισμός αυτόματης-ασφάλισης για την αποφυγή ολίσθησης ή ελεύθερης πτώσης.
- Αυτό είναι περισσότερο θέμα σχεδιασμού ασφάλειας παρά τυπικής επιλογής.
Παράδειγμα πραγματικής επιλογής κινητήρα - Δεν χρειάζεται κιβώτιο ταχυτήτων
Εξετάστε αυτήν την τυπική οριζόντια εφαρμογή:
- Φορτίο: 30 kg
- Γραμμική ταχύτητα: 300 mm/s
- Επιτάχυνση: 0,5 g
- Διαδρομή: 800 mm
- Ακρίβεια τοποθέτησης: ±0,02 mm
- Μπαλοβίδα: Ø20 mm, μόλυβδος 10 mm, απόδοση μετάδοσης 0,9
Λογαριασμός:
- Απαιτούμενη ώθηση: ~250 N
- Ροπή κινητήρα στον άξονα βίδας: ~0,4 Nm
- Επιλεγμένος κινητήρας: 400 W σερβομηχανισμός, ονομαστική ροπή Μεγαλύτερη ή ίση με 1 Nm
Αποτέλεσμα: Το περιθώριο ροπής είναι επαρκές, η δυναμική απόκριση εξαιρετική, η δομή είναι απλή - δεν απαιτείται κιβώτιο ταχυτήτων.
Αυτή η διαμόρφωση είναι η πιο κοινή και αποδεδειγμένη σε μη-μη τυπικό εξοπλισμό αυτοματισμού.
Περίληψη
Οι περισσότερες σφαιρικές βίδες δεν χρειάζονται κιβώτιο ταχυτήτων, επειδή το καλώδιο παρέχει ενσωματωμένη-αναλογία μείωσης και ενίσχυση ροπής.
Τα κιβώτια ταχυτήτων είναι απαραίτητα για κίνηση με ιμάντες ή γρανάζια, αλλά σπάνια προσθέτουν αξία στα συστήματα με σφαιρικές βίδες.
Μόνο σε περιπτώσεις εξαιρετικά υψηλών φορτίων ή{0}}κρίσιμων κατακόρυφων αξόνων ασφαλείας θα πρέπει οι μηχανικοί να εξετάζουν το ενδεχόμενο ενός κιβωτίου ταχυτήτων.
Η σωστή επιλογή κινητήρα και σφαιρικής βίδας συχνά καθιστά περιττό το κιβώτιο ταχυτήτων, εξοικονομώντας κόστος, χώρο και βελτιώνοντας τη δυναμική απόδοση.
Χρειάζεστε βοήθεια για την επιλογή σφαιρικών βιδών για το έργο αυτοματισμού σας;
ΣτοΓραμμική κίνηση DLY, βοηθάμε τους μηχανικούς να επιλέξουν τον σωστό συνδυασμό βίδας και σερβοκινητήρα για οποιαδήποτε εφαρμογή αυτοματισμού.
- Δωρεάν υποστήριξη σχεδίασης και υπολογισμός ροπής
- Προσαρμοσμένες λύσεις για μη-μη τυπικό εξοπλισμό
- Σφαιροβίδες υψηλής-ακρίβειας, υψηλής-απόδοσης με παγκόσμια αποστολή
[Επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα] για να βελτιστοποιήσετε το σύστημα γραμμικής κίνησης χωρίς περιττά κιβώτια ταχυτήτων.
Αριθμός τηλεφώνου/Whatsapp:+8618957070963
Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου:export@dlybearing.com
YOUTUBE:youtube.com/%40DLYlinearmotion
Facebook: www.facebook.com/DLYLinearMotion
Ιστοσελίδα: www.deliyalinearmotion.com
