Ένα συγκρότημα σφαιρικής βίδας δεν κατασκευάζεται συνήθως από ένα μόνο υλικό. Ο άξονας της βίδας, το σφαιρικό παξιμάδι και οι κυλιόμενες σφαίρες εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες, επομένως οι απαιτήσεις για υλικό και θερμική-επεξεργασία μπορεί επίσης να διαφέρουν.
Για τους αγοραστές, αυτό σημαίνει ότι η ερώτηση μόνο εάν μια σφαιρική βίδα είναι κατασκευασμένη από "χάλυβας-υψηλής αντοχής παρέχει πολύ λίγες χρήσιμες πληροφορίες. Η πραγματική ποιότητα χάλυβα, η θερμική επεξεργασία και η σκληρότητα του αυτοκινητόδρομου θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μαζί.
Η κατανόηση αυτών των διαφορών εξηγεί επίσης γιατί ένας άξονας σφαιρικής βίδας και το αντίστοιχο παξιμάδι του δεν χρειάζεται απαραίτητα να κατασκευάζονται από την ίδια ποιότητα χάλυβα.
Ποια υλικά χρησιμοποιούνται συνήθως για σφαιρικές βίδες;
Οι κατασκευαστές σφαιρικών βιδών χρησιμοποιούν διαφορετικές ποιότητες χάλυβα σύμφωνα με τη διαδικασία κατασκευής, την απαιτούμενη σκληρότητα, το επίπεδο ακρίβειας, την κατάσταση φορτίου και το περιβάλλον λειτουργίας.
Χάλυβες μεσαίας- και υψηλής-άνθρακας, όπως ο S55C, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άξονες με σφαιρικές βίδες, ιδιαίτερα όπου εφαρμόζεται επαγωγική σκλήρυνση για να δημιουργηθεί μια σκληρή-ανθεκτική δίοδος, διατηρώντας παράλληλα τις κατάλληλες ιδιότητες στον πυρήνα του άξονα.
Οι κραματοποιημένοι χάλυβες όπως ο SCM415 και οι συγκρίσιμοι χάλυβες χρωμίου-μολυβδαινίου χρησιμοποιούνται επίσης στην κατασκευή σφαιρικών βιδών. Η σύνθεσή τους και η απόκρισή τους στη θερμική επεξεργασία τα καθιστούν κατάλληλα για εξαρτήματα που απαιτούν σκληρή επιφάνεια επαφής μαζί με επαρκή αντοχή και σκληρότητα πυρήνα.
Οι ανοξείδωτοι χάλυβες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ειδικές σφαιρικές βίδες όπου η αντοχή στη διάβρωση είναι σημαντική. Ωστόσο, η επιλογή υλικού πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη σκληρότητα, την ικανότητα φόρτωσης, τη θερμική επεξεργασία και το πλήρες περιβάλλον λειτουργίας αντί να επιλέγει τον ανοξείδωτο χάλυβα μόνο επειδή αντέχει στη διάβρωση.
Γιατί ο άξονας σφαιρικής βίδας χρειάζεται σκληρό διάδρομο;
Η ελικοειδής αυλάκωση σε έναν άξονα με σφαιρική βίδα λειτουργεί ως κυλιόμενος δίαυλος. Κατά τη λειτουργία, οι σφαίρες μεταδίδουν επανειλημμένα φορτίο μέσω μιας σχετικά μικρής περιοχής επαφής μεταξύ της αυλάκωσης της βίδας, των σφαιρών και της αυλάκωσης του παξιμαδιού.
Εάν η επιφάνεια του αυτοκινητόδρομου είναι πολύ μαλακή, η επαναλαμβανόμενη επαφή κύλισης μπορεί να προκαλέσει πρόωρη φθορά, παραμόρφωση και αλλοίωση της γεωμετρίας της αυλάκωσης. Αυτό μπορεί τελικά να επηρεάσει την αξονική απόσταση, την ομαλή λειτουργία και την απόδοση τοποθέτησης.
Για το λόγο αυτό, οι άξονες με σφαιρικές βίδες συνήθως υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία, έτσι ώστε η αυλάκωση εργασίας να επιτυγχάνει επαρκή σκληρότητα επιφάνειας και αντοχή στη φθορά.
Γιατί να μην κάνετε εξίσου σκληρό ολόκληρο τον άξονα της βίδας;
Ένας άξονας με σφαιρική βίδα χρειάζεται περισσότερα από την αντίσταση στη φθορά της επιφάνειας.
Πρέπει επίσης να αντέχει το μεταδιδόμενο αξονικό φορτίο, τη στρεπτική τάση και την κάμψη που προκαλούνται από το δικό του μήκος, τη διάταξη στήριξης και τις συνθήκες λειτουργίας του μηχανήματος. Τα άκρα των αξόνων ενδέχεται να απαιτούν επιπρόσθετα τόρνευση, σπείρωμα, λείανση ή άλλη κατεργασία για ρουλεμάν στήριξης και συνδέσμους.
Επομένως, επιλέγονται οι διαδικασίες θερμικής-επεξεργασίας για την επίτευξη των απαιτούμενων ιδιοτήτων στην επιφάνεια εργασίας, διατηρώντας παράλληλα τις κατάλληλες μηχανικές ιδιότητες στο υπόλοιπο εξάρτημα.
Μια καλή προδιαγραφή υλικού σφαιρικής βίδας δεν είναι απλώς "σκληρός χάλυβας". Η σκληρότητα του διαδρόμου, οι ιδιότητες του πυρήνα και η διαδικασία κατασκευής πρέπει να συνεργάζονται.
Γιατί μπορεί το μπαλάκι να χρησιμοποιεί διαφορετικό υλικό;
Το σφαιρικό παξιμάδι περιέχει την αντίστοιχη εσωτερική ελικοειδή αυλάκωση και τη δομή κυκλοφορίας της μπάλας. Οι απαιτήσεις γεωμετρίας, διαδικασίας κατασκευής και θερμικής-επεξεργασίας είναι διαφορετικές από εκείνες του άξονα με μακριά βίδα.
Οι κραματοποιημένοι χάλυβες χρησιμοποιούνται συνήθως για παξιμάδια με σφαιρίδια, επειδή η κατάλληλη θερμική επεξεργασία μπορεί να προσφέρει ένα σκληρό,{0}}ανθεκτικό δίαυλο, διατηρώντας παράλληλα τις μηχανικές ιδιότητες που απαιτούνται από το σώμα του παξιμαδιού.
Το παξιμάδι περιέχει επίσης χαρακτηριστικά όπως περάσματα επιστροφής, φλάντζες, οπές στερέωσης και εξαρτήματα κυκλοφορίας ανάλογα με το σχέδιο. Επομένως, η επιλογή υλικού πρέπει να ταιριάζει τόσο στην κυλιόμενη-επιφάνεια επαφής όσο και στην πλήρη δομή του παξιμαδιού.
Δεν υπάρχει καμία μηχανική απαίτηση ότι ο άξονας της βίδας και το παξιμάδι πρέπει να έχουν πανομοιότυπες ονομασίες χάλυβα. Αυτό που έχει σημασία είναι εάν κάθε εξάρτημα επιτυγχάνει τις απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες, τη σκληρότητα της διαδρομής, την ακρίβεια διαστάσεων και την απόδοση σέρβις μετά την κατασκευή.
Τι γίνεται με τις ατσάλινες μπάλες;
Οι κυλιόμενες μπάλες είναι ένα άλλο κρίσιμο μέρος του συστήματος υλικών.
Επικοινωνούν επανειλημμένα με τη βίδα και το παξιμάδι ενώ μεταφέρουν φορτίο και κυκλοφορούν μέσα από το παξιμάδι. Ως εκ τούτου, οι μπάλες απαιτούν υψηλή σκληρότητα, συνοχή διαστάσεων, καλό φινίρισμα επιφάνειας και αντοχή στην κόπωση από την κύλιση-.
Η απόδοση ενός συγκροτήματος σφαιρικής βίδας εξαρτάται συνεπώς από την αλληλεπίδραση μεταξύ και των τριών εξαρτημάτων επαφής κυλιόμενου-και όχι μόνο του υλικού του άξονα της βίδας.
Ανθρακούχο χάλυβα, κράμα χάλυβα ή ανοξείδωτο χάλυβα;
Δεν υπάρχει κανένα υλικό που να είναι αυτόματα καλύτερο για κάθε σφαιρική βίδα.
| Τύπος υλικού | Κύριο πλεονέκτημα | Τυπική θεώρηση |
|---|---|---|
| Χάλυβας μεσαίου/υψηλού άνθρακα | Καλή αντοχή και κατάλληλη απόκριση στην επιφανειακή σκλήρυνση | Κοινή επιλογή για βιομηχανικούς άξονες με σφαιρικές βίδες. εξακολουθεί να απαιτείται αντιδιαβρωτική προστασία |
| Κραματοποιημένος χάλυβας | Καλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά και μηχανικές ιδιότητες μετά από θερμική επεξεργασία | Χρησιμοποιείται συχνά όπου απαιτείται ελεγχόμενη θερμική επεξεργασία και σκληροί δρόμοι αγώνων |
| Σκληρυνόμενος ανοξείδωτος χάλυβας | Βελτιωμένη αντοχή στη διάβρωση για κατάλληλα περιβάλλοντα | Η ποιότητα του υλικού, η επιτεύξιμη σκληρότητα, το φορτίο και το περιβάλλον πρέπει να αξιολογούνται μαζί |
Η τελική απόφαση θα πρέπει επομένως να βασίζεται στις απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες και στο περιβάλλον λειτουργίας αντί να υποθέσει ότι το πιο ακριβό υλικό παράγει αυτόματα την καλύτερη σφαιρική βίδα.
Η ποιότητα υλικού από μόνη της δεν καθορίζει την ποιότητα της σφαιρικής βίδας
Δύο σφαιρικές βίδες που κατασκευάζονται από την ίδια ονομαστική ποιότητα χάλυβα μπορούν να έχουν διαφορετική απόδοση.
Η θερμική επεξεργασία επηρεάζει τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά του αυτοκινητόδρομου. Η γεωμετρία του διαδρόμου και το φινίρισμα της επιφάνειας επηρεάζουν την επαφή κύλισης. Η ακρίβεια ηλεκτροδίου επηρεάζει την απόδοση τοποθέτησης, ενώ η προφόρτιση ή η αξονική απόσταση επηρεάζει την ακαμψία και την αντίστροφη ανταπόκριση.
Στη συνέχεια, η λίπανση, η σφράγιση και ο έλεγχος ρύπανσης επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο αυτές οι κατασκευαστικές ιδιότητες διατηρούνται κατά τη διάρκεια του σέρβις.
Ως εκ τούτου, το υλικό θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως ένα μέρος της προδιαγραφής σφαιρικής βίδας και όχι ως υποκατάστατο της ακρίβειας, της θερμικής επεξεργασίας, της προφόρτισης ή της ποιότητας κατασκευής.
Γιατί η Θερμική Επεξεργασία έχει τόση σημασία με την ποιότητα του χάλυβα
Ένας βαθμός χάλυβα περιγράφει τη σύνθεση του υλικού, αλλά δεν λέει από μόνος του στον αγοραστή την τελική σκληρότητα της ράγας σφαιρικής βίδας.
Ανάλογα με τον σχεδιασμό του χάλυβα και των εξαρτημάτων, οι κατασκευαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν διαδικασίες όπως επαγωγική σκλήρυνση, ενανθράκωση, απόσβεση ή άλλες ελεγχόμενες θερμικές επεξεργασίες για να αποκτήσουν τις απαιτούμενες ιδιότητες επιφάνειας.
Επομένως, το σημαντικό ερώτημα αγοράς δεν είναι μόνο "Από τι υλικό είναι κατασκευασμένη αυτή η σφαιρική βίδα;" αλλά και "Πώς υφίσταται θερμική επεξεργασία ο αυτοκινητόδρομος και ποια σκληρότητα επιτυγχάνεται;"
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν συγκρίνουμε σφαιρικές βίδες για επαναλαμβανόμενη βιομηχανική λειτουργία, όπου η αντοχή στη φθορά και η απόδοση κόπωσης{0}}της κύλισης είναι πιο σημαντικά από το όνομα υλικού που αναγράφεται σε ένα φύλλο προδιαγραφών.
Ποια υλικά χρησιμοποιεί το DLY για σφαιρικές βίδες;
Για τα τυποποιημένα συγκροτήματα σφαιρικών κοχλιών έλασης DLY, ο άξονας βίδας κατασκευάζεται συνήθως απόχάλυβας S55C, ενώ το σφαιρικό παξιμάδι κατασκευάζεται συνήθως από20CrMo από κράμα χάλυβα.
| Εξάρτημα DLY | Κοινό Υλικό | Σκοπός |
|---|---|---|
| Βιδωτός άξονας με έλαση | S55C | Παρέχει τη βασική αντοχή που απαιτείται για τον άξονα και επιτρέπει τη σκλήρυνση του αυλακιού εργασίας για αντοχή στη φθορά |
| Παξιμάδι με μπίλια | 20CrMo | Κραματοποιημένος χάλυβας που έχει επιλεγεί για το σώμα του παξιμαδιού και τις σκληρυμένες εσωτερικές επιφάνειες επαφής έλασης- |
Οι σωληνώσεις με σφαιρικές βίδες DLY υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία για να επιτευχθεί η απαιτούμενη σκληρότητα επιφάνειας και αντοχή στη φθορά. Η ακριβής απαίτηση για υλικό,{1}}θερμική επεξεργασία και η προδιαγραφή ακρίβειας μπορεί να διαφέρουν για ειδικά ή υψηλότερης
Επομένως, οι αγοραστές θα πρέπει να αποφεύγουν να υποθέτουν ότι κάθε βίδα DLY C5, C7 ή προσαρμοσμένη σφαιρική βίδα χρησιμοποιεί αυτόματα ακριβώς την ίδια προδιαγραφή υλικού. Ο βαθμός ακρίβειας και οι προδιαγραφές υλικού είναι ξεχωριστές απαιτήσεις μηχανικής.
Τι πρέπει να επιβεβαιώσετε όταν παραγγέλνετε μια σφαιρική βίδα;
Για τις περισσότερες βιομηχανικές εφαρμογές, το υλικό πρέπει να επιβεβαιώνεται μαζί με τις διαστάσεις και τις απαιτήσεις λειτουργίας της σφαιρικής βίδας.
Ξεκινήστε με τη διάμετρο της βίδας, το καλώδιο, το απαιτούμενο μήκος και τον βαθμό ακρίβειας. Στη συνέχεια, εξετάστε το αναμενόμενο αξονικό φορτίο, την ταχύτητα, τον κύκλο λειτουργίας, το περιβάλλον λειτουργίας και την απαιτούμενη διάρκεια ζωής.
Εάν η εφαρμογή έχει μια συγκεκριμένη απαίτηση επεξεργασίας υλικού, σκληρότητας,{0}}αντοχής στη διάβρωση ή θερμικής-, συμπεριλάβετέ το στο σχέδιο ή στο RFQ αντί να βασίζεστε σε μια γενική περιγραφή όπως "μπίλια-υψηλής αντοχής".
Για έργα αντικατάστασης, η παροχή του αρχικού μοντέλου σφαιρικής βίδας, των πληροφοριών μηχανής ή του σχεδίου μπορεί επίσης να βοηθήσει στον προσδιορισμό του κατά πόσον η τυπική διαμόρφωση υλικού είναι κατάλληλη.
Υλικό και προσαρμογή σφαιρών DLY
Η DLY κατασκευάζεισυγκροτήματα σφαιρικών βιδώνγια μηχανές CNC, εξοπλισμό αυτοματισμού, μηχανήματα συσκευασίας, γραμμικές μονάδες και άλλα βιομηχανικά συστήματα κίνησης.
Οι τυπικές σφαιρικές βίδες έλασης χρησιμοποιούν συνήθως άξονες βιδών S55C με σφαιρικά παξιμάδια 20CrMo. Η DLY μπορεί επίσης να παρέχει διαφορετικούς βαθμούς ακρίβειας, προσαρμοσμένα μήκη, τελική κατεργασία, διαμορφώσεις παξιμαδιών και μονάδες υποστήριξης που ταιριάζουν σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής.
Εάν το έργο σας έχει μια συγκεκριμένη απαίτηση επεξεργασίας υλικού ή θερμικής-επεξεργασίας, στείλτε το σχέδιο μαζί με την απαιτούμενη διάμετρο, μόλυβδο, μήκος, βαθμό ακρίβειας, ποσότητα και συνθήκες λειτουργίας για τεχνική επιβεβαίωση πριν από την παραγωγή.
