滾珠絲桿DN值定義為何? DN值的安全極限?
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DN值定義為何? DN值的安全極限?
DN值定義
以DmN值來評定滾珠絲杠高速性,Dm為滾珠絲杠上下滾珠之中心圓
直徑(P.C.D),N為絲杠最大回轉(zhuǎn)數(shù),所以DmN值即表示滾珠之公轉(zhuǎn)速
度,DmN值即為該滾珠絲杠的設(shè)計高速極限。
為方便計,以絲杠外徑D取代Dm。以50ψx 30 滾珠絲杠而 言,當絲杠最
大回轉(zhuǎn)數(shù)為3000rpm時,DN值可達15萬,最大進給速度為 90 m/min。
高DN值與高導(dǎo)程的應(yīng)用差異性為何?
高DN值與高導(dǎo)程的差異性
設(shè)計理念
高導(dǎo)程:以絲杠導(dǎo)程增加,提升進給速度
高DN值:回轉(zhuǎn)數(shù)與導(dǎo)程之有效平衡考量如精度、動靜負荷、臨界速度、 慣性力誘發(fā)振動、溫升等高速化引發(fā)的問題。
絲杠材質(zhì)及特性為何?
材質(zhì):滾珠絲杠之絲杠材質(zhì)一般是使用高碳合金鋼(參照下表)等材質(zhì);
特性:高碳合金鋼含碳量達0.45%以上,適合感應(yīng)熱處理,能使材料具有良好的表面硬度及表面耐磨耗性,滾珠絲杠因此具有優(yōu)良的使用壽命;同時由于材料的心部未麻田散鐵化而保持變韌鐵組織,抗拉強度高而韌性強,故絲杠不易因為沖擊性的負荷而發(fā)生斷裂。
螺母材質(zhì)及特性為何?
材質(zhì):滾珠絲杠之螺母材質(zhì)一般是使用SCM415H、SCM420H、SNCM220等低碳合金鋼
特性:低碳合金鋼適合使用滲碳淬火的熱處理硬化方式,使材料具有良好的表面硬度及表面耐磨耗性,滾珠絲杠因此具有良好的使用壽命;同時由于材料的心部未麻田散鐵化而保持變韌鐵組織,抗拉強度高而韌性強。
絲杠、螺母及鋼珠其硬度為多少?
研磨級絲杠、螺母:58~62HRC
轉(zhuǎn)造級絲杠、螺母:56~62HRC
鋼珠:62~66HRC
滾珠絲杠何時需要預(yù)壓?預(yù)壓對有何優(yōu)缺點?
A:機器精度要求高,而機器的背隙上限值小的時侯(如配合直線導(dǎo)軌使用可以使機器的反向運動背隙接近于零)。
B:優(yōu)點:消除背隙;消除背隙可使機械傳動的精度更為穩(wěn)定,且機械傳動結(jié)構(gòu)的剛性提高。缺點:降低機械效率,預(yù)壓若過大會產(chǎn)生溫升問題及壽命降低,所以滾珠絲杠的預(yù)壓必須設(shè)定在一合理范圍內(nèi)。
滾珠絲杠的預(yù)壓產(chǎn)生方式有哪幾種設(shè)計?其差異為何?
A:單螺母預(yù)壓:(包含過大鋼珠預(yù)壓方式、導(dǎo)程偏移預(yù)壓方式);雙螺母預(yù)壓:(包含:拉伸預(yù)壓方式、壓縮預(yù)壓方式)
B:過大鋼珠預(yù)壓方式:(以鋼珠大小,調(diào)整預(yù)壓)特征:鋼珠與珠槽四點接觸,適用于輕預(yù)壓.
導(dǎo)程偏移預(yù)壓方式:(加大節(jié)距或縮小節(jié)距) 特征:在螺母節(jié)距上作δ值的偏移來取代傳統(tǒng)雙螺母預(yù)壓方式,此方式較適用于中輕預(yù)壓,最好將預(yù)壓力設(shè)計在5%動負荷以下。
拉伸預(yù)壓方式 特征:使用一過厚的預(yù)壓片將兩個螺母外張方式達到預(yù)壓之效果,此為HIWIN精密級滾珠絲杠最常使用的方式。 壓縮預(yù)壓 特征:由較薄的預(yù)壓片,再以螺栓將兩螺母鎖緊一起,達到預(yù)壓之效果。
滾珠絲杠之潤滑油脂如何選用?
一般建議以軸承潤滑油為滾珠絲杠之潤滑油,如要使用油脂則建議以鋰皂基的油脂。油品的黏度選用是依操作速度、工作溫度及負荷的情形來做選擇。高速時,建議使用的潤滑油為40℃時的黏度指數(shù)范圍32~68 cSt (ISO VG 32~68)(DIN 51519)。低速時,建議使用的潤滑油為40℃時的黏度指數(shù)范圍在90 cSt (ISO VG 90)以上。
用于高速且重負載的時后,必須以強制冷卻來降低溫度,且可藉由中空絲杠通入冷卻油或水來達到冷卻效果。
油:每周檢查油量及去污;潤滑油臟污時建議更換潤滑油
油脂:每2~3個月檢查是否有臟污的碎屑混入;油脂臟污時,清除舊有油脂并更換新油脂;每年更換油脂
常用的油嘴及接頭有哪些?在設(shè)計需要考慮哪些因素?
A:公制有M6、M8*1P,英制則為1/8"PT
B:設(shè)計考慮因素:空間考量;注油位置最好于法蘭上方或上方45度角位置,以提供注油的最好效果(油品可以由于重力而進入螺母內(nèi)部)。
何謂靜負荷?
滾珠絲杠在靜止狀態(tài),滾珠和軌道接觸面都不致產(chǎn)生大于萬分之一(0.0001)鋼珠直徑之塑性變形量時,滾珠絲杠之最大可承受負荷。
高防塵滾珠絲杠的使用時機為何?
HIWIN特殊設(shè)計的高防塵滾珠絲杠,使用多層防塵材料緊密包覆絲杠,所以塵屑不易進入,而能達到高防塵效果;其適用在較高塵屑的工作環(huán)境,例如:木工業(yè)、橡塑膠…等。
什么時機應(yīng)設(shè)計配珠?配珠有何優(yōu)缺點?
A:設(shè)計時機:于機構(gòu)空間不足使用單螺母預(yù)壓方式時,為了提升其動作特性,一般建議以1:1配珠。
B:優(yōu)點:能提升其動作特性,減少相鄰鋼珠間之相互摩擦。缺點:減低絲杠動負荷。
絲杠中空使用時機為何?有何優(yōu)點?
A:一般較適合于絲杠溫升要求較嚴格的機器。使用中空絲杠,由于可以通油或水來冷卻絲杠,故絲杠本身不易發(fā)熱,可有效控制溫度,達到精度穩(wěn)定目的。
B:中空滾珠絲杠具有重量減輕之優(yōu)點,因此絲杠比較不易因自重而下垂過大,而且由于絲杠之慣量減少,使馬達之驅(qū)動扭力降低;另一方面,由于絲杠的中空部份可以使冷卻劑流經(jīng)而達到降低絲杠溫度之用,因此絲杠的溫度可以得到較佳的控制。
滾珠絲杠安裝時應(yīng)注意那些事項?
滾珠絲杠為精密的機械零組裝,所以在安裝時需注意下列事項:
(1)滾珠絲杠必須保持干凈及擦拭清潔,不使異物進入螺母內(nèi)。
(2)不可任意敲打,并保持外觀不碰撞傷。
(3)安裝面的表面修整及清潔要徹底。
(4)合宜的公差及精確的校正。
(5)適宜的潤滑。
(6)不可將絲杠與螺母分離。
(7)最好在絲杠兩端加裝防撞器,以避免運轉(zhuǎn)超過行程極限而損傷滾珠絲杠。
(8)使用保護套來保護滾珠絲杠,并且防塵。
軸承背對背組合【DB】有何優(yōu)缺點?
優(yōu)點:作用點間的距離較大,剛性較佳。
缺點:較易受幾何精度影響。
軸承面對面組合【DF】有何優(yōu)缺點?
優(yōu)點:較易組裝,幾何精度影響較小。
缺點:作用點間的距離較小,剛性較差。
絲杠一般的預(yù)拉量為何?
一般以1米長約0.02~0.03mm為預(yù)拉值。
基準軌與從動軌之差異
基準軌滑塊側(cè)邊基準面是要作為床臺安裝承靠面,因此其滑塊成控制〈從動軌滑塊成對寬度差不保證〉?;鶞受壣嫌锌躺螹A之記號
何謂預(yù)壓?何謂摩擦阻力?
遇壓力是存在軌道與鋼珠之間的內(nèi)力總合,目的是為了提升剛性法直接量測,而遇壓力與摩擦力之間呈線性相關(guān),因此遇壓力的范圍去定義。為了量測準確性須在不裝刮油片狀況下量測。
摩擦阻力是推動一個滑塊所需的力量,摩擦力來源包含預(yù)壓力、在負荷。
如何計算驅(qū)動直線導(dǎo)軌所需推力?
在直線導(dǎo)軌不受軸向負荷的情況下,所需推力相當于摩擦力,摩擦力F之計算方式如下〈如直線導(dǎo)軌受軸向外力,則需加減該項外力值〉:
其中:
F:摩擦力(kgf)
S:刮油片阻力(kgf)
:摩擦力系數(shù)(直線導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)約為0.01)
P:預(yù)壓力(kgf)
W:運動垂直方向負荷(kgf)
直線導(dǎo)軌適用環(huán)境?
一般件:
金屬端蓋:可耐 ,瞬間
特殊環(huán)境,低溫、潔凈室、真空、食品業(yè)等需求請事先與我們連絡(luò)。
直線導(dǎo)軌潤滑油選用
油脂:
潤滑油:
導(dǎo)軌安裝螺絲扭力值
注:螺栓等級12.9
為何使用U型導(dǎo)軌?
導(dǎo)引導(dǎo)軌與底座結(jié)合,成為U型結(jié)構(gòu)體稱“U型導(dǎo)軌”,有省空間、高剛性、高精度與簡化零件功能,可提供相對的輕量化,成為高精密定位平臺。省空間:雖然組裝介面的尺寸與同類產(chǎn)品相當,但是,HIWIN的U型導(dǎo)軌外型則更為縮小,具有更小的空間,如此的安排可讓U型導(dǎo)軌的重心落在底面上。剛性強:透過有限元素法之最佳化設(shè)計, U型導(dǎo)軌的剛性亦可同時獲得提升。高精密定位平臺:精密制造之U型導(dǎo)軌與滾珠絲杠,透過軌道與軸承之剛性,達到精密定位目的。
如何連接馬達?
驅(qū)動馬達可選擇市場上伺服與步進馬達,各廠牌外形及尺寸些微差異,連結(jié)方式為使用馬達連接法蘭,安裝于精密線性模組上,經(jīng)由連軸器直結(jié)方式,帶動滾珠絲杠而使滑臺移動;亦可選擇回轉(zhuǎn)型馬達連接法蘭,使用齒型皮帶移動滑臺。低慣量伺服馬達非常適合使用于精密線性模組,可有高速度與高精度;在使用步進馬達時,搭配微步進之驅(qū)動器,相對的提高解析度,可得低單價與高精密定位。
如何安裝?
精簡之標準模組設(shè)計與安裝界面,使用線性模組相當容易,將相關(guān)工件鎖固,不需經(jīng)復(fù)雜之調(diào)整程序,即可架設(shè)高精度線性傳動應(yīng)用。為了讓使用者更方便的安裝,在U型導(dǎo)軌及滑座上均安排有供組裝之承靠面,讓組裝的精度要求可以輕易達成。
如何計算解析度及運動速度?
由滾珠絲杠與使用馬達決定,公式如下:
R : 解析度(mm)
L : 滾珠絲杠導(dǎo)程(mm)
P : 驅(qū)動馬達每一轉(zhuǎn)脈波數(shù)(pulse/r)
e : 減速比
如 L=10mm, P=10,000 pulse/r,e=1
而得解析度為0.001mm=1μm
V : 運動速度m/min
L : 滾珠絲杠導(dǎo)程(mm)
N : 驅(qū)動馬達旋轉(zhuǎn)速度(r/min)
e : 減速比
如 L=10mm, N=3,000 r/min,e=1
而得運動速度為30m/min=500mm/sec
(注:轉(zhuǎn)載自其他媒體)
http://www.szhgp.cn 直線模組,絲桿,滾珠絲桿,直線導(dǎo)軌,滾珠花鍵,絲桿支撐座,TBI絲桿