Die Kugelumlaufspindel wird auch Kugelumlaufspindel genannt. Lassen Sie uns heute ausgehend von den Eigenschaften, der Zusammensetzung und Klassifizierung der Kugelumlaufspindel, verschiedenen Installationsmethoden und Hauptparametern ausführlich über die Dinge rund um die Kugelumlaufspindel sprechen.
In Bezug auf die Einführung der Kugelumlaufspindel lautet der Inhalt der Baidu-Enzyklopädie wie folgt:
Kugelumlaufspindeln sind ideal für die Umwandlung von Drehbewegungen in lineare Bewegungen oder von linearen Bewegungen in Drehbewegungen.
Kugelumlaufspindeln sind das am häufigsten verwendete Übertragungselement in Werkzeugmaschinen und Präzisionsmaschinen. Seine Hauptfunktion besteht darin, eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln oder ein Drehmoment in eine axiale wiederholte Kraft umzuwandeln. Es verfügt außerdem über eine hohe Präzision, Reversibilität und hohe Präzision. Merkmale der Effizienz. Aufgrund ihres geringen Reibungswiderstands werden Kugelumlaufspindeln häufig in verschiedenen Industrieanlagen und Präzisionsinstrumenten eingesetzt.
Einfach ausgedrückt ist eine Kugelumlaufspindel ein Mechanismus, der von einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung oder von einer linearen Bewegung in eine rotierende Bewegung umgewandelt werden kann, aber seine Anwendung wird im Allgemeinen von einer rotierenden Bewegung in eine lineare Bewegung umgewandelt.
Merkmale der Kugelumlaufspindel
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1. Kleiner Reibungsverlust und hohe Übertragungseffizienz
Da viele Kugeln zwischen der Spindelwelle und der Spindelmutter des Kugelumlaufspindelpaars rollen, kann eine höhere Bewegungseffizienz erzielt werden. Im Vergleich zum vorherigen Gleitschraubenpaar beträgt das Antriebsdrehmoment weniger als 1/3, d. Sehr hilfreich beim Stromsparen.
2. Hohe Präzision
Kugelumlaufspindelpaare werden im Allgemeinen kontinuierlich mit den weltweit höchsten Maschinen und Geräten hergestellt, insbesondere im Fabrikumfeld von Schleif-, Montage- und Inspektionsprozessen. Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden streng kontrolliert. Durch das perfekte Qualitätsmanagementsystem kann die Genauigkeit voll gewährleistet werden.
3. Hochgeschwindigkeitsfütterung und Mikrofütterung möglich
Da sich das Kugelumlaufspindelpaar über Kugeln bewegt, ist das Anlaufdrehmoment extrem gering und es treten keine Kriechphänomene wie Gleitbewegungen auf, wodurch eine genaue Mikrozuführung gewährleistet werden kann.
4. Hohe axiale Steifigkeit
Das Kugelumlaufspindelpaar kann vorgespannt werden, da die Vorspannung dazu führen kann, dass das Axialspiel einen negativen Wert erreicht und somit eine höhere Steifigkeit erreicht wird (die Vorspannung wird auf die Kugel in der Kugelumlaufspindel addiert, und wenn sie tatsächlich in einem mechanischen Gerät verwendet wird, usw., aufgrund der Abstoßung der Kugel kann die Steifigkeit des Mutterteils erhöht werden.
5. Kann nicht selbsthemmend sein, mit Übertragungsumkehrbarkeit
Zusammensetzung und Klassifizierung von Kugelumlaufspindeln
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Die Kugelumlaufspindel besteht aus Schraube, Mutter, Stahlkugel, Vorspanner, Umkehrer und Staubabscheider. Seine Funktion besteht darin, Drehbewegungen in lineare Bewegungen umzuwandeln, was eine weitere Erweiterung und Weiterentwicklung der Acme-Schraube darstellt. Die Bedeutung dieser Entwicklung besteht darin, das Lager von der Gleitbewegung auf die Rollbewegung umzustellen. Aufgrund ihres geringen Reibungswiderstands werden Kugelumlaufspindeln häufig in verschiedenen Industrieanlagen und Präzisionsinstrumenten eingesetzt.
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Es gibt zu viele Arten von Kugelumlaufspindeln. Hier werden wir einige der gebräuchlichsten auflisten.
1. Selbstschmierende Kugelumlaufspindel: Die selbstschmierende Kugelumlaufspindel mit abnehmbarer Entfettungsvorrichtung erfordert kein Schmierleitungssystem und keine Schmierausrüstung, was die Kosten für Ölwechsel und Altölaufbereitung senkt.
2. Leise Kugelumlaufspindel: Ihr Prinzip besteht darin, einen speziellen Rillenkugel-Abstandsring zwischen den Kugeln einzusetzen, der die Geräusche unterdrücken kann, die durch die Kollision zwischen den Kugeln und den Kugeln entstehen, so dass die Kugelumlaufspindel stabiler ist, wenn sie ist ziehen um. Leise und geschmeidig.
3. Hochgeschwindigkeits-Kugelumlaufspindel: Sie zeichnet sich durch hohe Beschleunigung, hohe Steifigkeit, Hochgeschwindigkeitsvorschub, geringe Vibration und geringe Geräuschentwicklung aus. Es wird in den Bereichen Schnellvorschub von Werkzeugmaschinen, Hochgeschwindigkeits-Schneidzentren für Schleifwerkzeuge und Hochgeschwindigkeits-Längslast-Schneidzentren eingesetzt.
4. Hochleistungs-Kugelumlaufspindel: hält großen axialen Belastungen stand und eignet sich für vollelektrische Konstruktionsmaschinen, Luftkompressoren, Halbleiterfertigungsanlagen und Schmiedeanlagen usw.
Es wird auch zwischen Walz- und Schleifgewindestangen unterschieden. Die Präzision rollender Gewindestangen ist relativ gering, was für Fälle geeignet ist, in denen die Präzisionsanforderungen nicht sehr hoch sind; Schraubenstangen in Schleifqualität sind ebenfalls aus dem Namen ersichtlich und die Genauigkeit ist relativ hoch. Hoch, geeignet für Anlässe, die hohe Präzision erfordern.
Je nach Kugelumlaufmodus in der Mutter kann dieser in Außenumlauf, Innenumlauf und Endkappentyp unterteilt werden. Lassen Sie mich zunächst über den Endkappentyp sprechen. Dies ist eine relativ frühe Struktur, deren Mängel jedoch offensichtlich sind. Jetzt wurde es im Grunde genommen eliminiert und wird nur noch selten verwendet, daher werde ich es hier erwähnen.
Lassen Sie uns nicht über die spezifische Struktur der inneren und äußeren Umlaufmuttern sprechen. Schließlich brauchen wir keinen Walzdraht, wir müssen nur den Unterschied zwischen beiden und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile kennen.
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Mehrere Installationsmethoden für Kugelumlaufspindeln
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Die allgemeinen Installationsmethoden sind die oben genannten vier. Sie können die Installationsmethode der Schraubenstange entsprechend Ihren eigenen Arbeitsbedingungen wählen, und verschiedene Installationsmethoden haben unterschiedliche Enden der Schraubenstange.
Die wichtigsten Parameter der Kugelumlaufspindel
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Wenn es um die Auswahl eines Kugelgewindetriebs geht, müssen wir zunächst über seine gemeinsamen Parameter sprechen und dann können wir mit diesen Parametern beginnen, um sein Modell zu bestimmen.
1. Nenndurchmesser
Das heißt, der Außendurchmesser der Schraube, die üblichen Spezifikationen sind 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 120, aber bitte beachten Sie, dass unter diesen Spezifikationen jeder Hersteller im Allgemeinen nur Bereitet 16 bis 50 vor. Das heißt, die meisten anderen Durchmesser sind Futures (siehe Auftragsproduktion, die Lieferzeit beträgt etwa 30 bis 60 Tage, das japanische Produkt etwa 2 bis 2,5 Monate und die europäischen und amerikanischen Produkte etwa 30 bis 60 Tage). 3~4 Monate).
Der Nenndurchmesser ist grundsätzlich proportional zur Belastung. Je größer der Durchmesser, desto größer die Belastung. Konkrete Werte entnehmen Sie bitte dem Produktkatalog des Herstellers. Hier werden nur zwei Konzepte erläutert: dynamische Nennlast und statische Nennlast. Ersteres bezieht sich auf die axiale Nennlast in Bewegung, letzteres auf die axiale Nennlast im statischen Zustand. Design kann sich auf Ersteres beziehen. Dabei ist zu beachten, dass es sich bei der Nennlast nicht um die Maximallast handelt, je kleiner das Verhältnis der tatsächlichen Belastung zur Nennlast ist, desto höher ist die theoretische Lebensdauer der Schraube. Empfehlung: Versuchen Sie, einen Durchmesser von 16~63 zu wählen.
2. Führen
Die Steigung bezieht sich auf die Strecke, die die Mutter linear zurücklegt, wenn sich die Schraube um eine Umdrehung dreht. Die üblichen Steigungen sind (Einheit: mm): 2, 4, 5, 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40. Die mit der Steigung verbundenen Parameter sind die Mutterbewegungsgeschwindigkeit und die Kugelumlaufspindel, die eine Gerade liefern kann Linienschub.
Je größer die Voreilung, desto schneller ist die lineare Bewegungsgeschwindigkeit bei gleicher Geschwindigkeit. Die spezifische Berechnungsbeziehung ist: v=ri. Darunter v – Bewegungsgeschwindigkeit der Mutter (Einheit: mm/s); r – Drehzahl der Schraubenstange (Einheit: r/s); i – Steigung (Einheit: mm).
Die Beziehung zwischen Steigung und Schraubenschub: F=(2πTn)/i. Darunter F – Schraubenschub (Einheit: N); T – vom Motor bereitgestelltes Drehmoment (Einheit N·m); n – Übertragungseffizienz (die Übertragungseffizienz der Kugelumlaufspindel beträgt im Allgemeinen 85 bis 95 Prozent); ich— - Blei (hier ist die Einheit m).
3. Länge
Es gibt zwei Längenkonzepte: eines ist die Gesamtlänge und das andere ist die Gewindelänge. Manche Hersteller berechnen nur die Gesamtlänge, manche Hersteller müssen jedoch die Gewindelänge angeben. Auch die Gewindelänge besteht aus zwei Teilen: Der eine ist die Gesamtlänge des Fadens und der andere der effektive Hub. Ersteres bezieht sich auf die Gesamtlänge des Gewindeteils und letzteres auf die theoretische maximale Länge der geradlinig bewegten Mutter. Gewindelänge=effektiver Hub plus Mutternlänge plus Konstruktionsspielraum (wenn eine Schutzabdeckung installiert werden muss, sollte auch die zusammengedrückte Länge der Schutzabdeckung berücksichtigt werden. Im Allgemeinen berechnet nach 1/8 der maximalen Länge der Schutzhülle).
Beim Entwerfen von Zeichnungen kann die Gesamtlänge der Schraube grob anhand der folgenden Parameter akkumuliert werden: Gesamtlänge der Schraube=effektiver Hub plus Mutternlänge plus Konstruktionsspielraum plus Stützlänge an beiden Enden (Lagerbreite plus Kontermutter). Breite plus Rand) plus Leistung Geben Sie die Verbindungslänge ein (ungefähr die Hälfte der Kupplungslänge plus Toleranz bei Verwendung einer Kupplung). Insbesondere wenn Ihre Länge sehr lang ist (mehr als 3 Meter) oder das Seitenverhältnis groß ist (mehr als 70), ist es am besten, im Voraus mit dem Vertriebspersonal des Herstellers Rücksprache zu halten, ob es produziert werden kann. Die allgemeine Situation ist, dass die maximale Länge konventioneller Produkte inländischer Hersteller 3 Meter beträgt. Meter, 16 Meter für Spezialprodukte, 6 Meter für reguläre Produkte ausländischer Hersteller und 22 Meter für Spezialprodukte. Das bedeutet natürlich nicht, dass inländische Hersteller keine längeren Produkte herstellen können, aber der Preis für maßgeschneiderte Produkte ist unverschämt. Empfehlung: Versuchen Sie, eine Länge von weniger als 6 Metern zu wählen. Liegt dieser Wert darüber, ist der Einsatz einer Zahnstange und eines Ritzels kostengünstiger.
4. Nussform
In den Produktmustern verschiedener Hersteller gibt es viele Arten von Muttern, und die ersten paar Buchstaben im allgemeinen Modell geben den Muttertyp an. Je nach Flanschform gibt es grob runde Flansche, Einzel-Trimmflansche, Doppel-Trimmflansche und keine Flansche. Je nach Länge der Muttern gibt es Einzelmuttern und Doppelmuttern (beachten Sie, dass es keinen Unterschied in der Belastung und Steifigkeit zwischen Einzelmuttern und Doppelmuttern gibt. Hören Sie nicht auf die Reden des Verkaufspersonals des Herstellers. Der Hauptunterschied Der Unterschied zwischen Einzelmuttern und Doppelmuttern besteht darin, dass letztere verstellt werden können, erstere jedoch nicht, und der Preis und die Länge der letzteren sind etwa doppelt so hoch wie die der ersteren. Wenn die Installationsgröße und die Leistung dies zulassen, sollte der Konstrukteur bei der Auswahl versuchen, die herkömmliche Form zu wählen, um das Problem der Lieferzeit von Ersatzteilen während der Wartung zu vermeiden. Empfehlung: Wählen Sie Doppelmuttern für häufige Einsätze und hochpräzise Wartung und Doppel- und Einzelmuttern für andere Gelegenheiten. Empfehlung: Versuchen Sie, als Mutternform die Einzelmutter des doppelt beschnittenen Innenzirkulationsflansches zu wählen.
5. Genauigkeit
Kugelgewindetriebe, gemäß der inländischen Klassifizierung sind die Genauigkeitsklassen P1, P2, P3, P4, P5, P7, P10, Japan, Südkorea und die Provinz Taiwan in China übernehmen JIS-Klassen, nämlich C{{ 14}}, C1, C2, C3, C5, C7, C10; Die Standards europäischer Länder übernehmen IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT7, IT10.
Im Allgemeinen kauft unser Unternehmen Kugelumlaufspindeln aus Taiwan, die relativ kostengünstig sind, gefolgt von japanischen.
Die Genauigkeit lässt sich wie folgt ausdrücken: Egal wie lang Ihr Kugelgewindetrieb ist, nehmen Sie einen beliebigen Abschnitt von 300 mm und der Fehler liegt innerhalb der durch die Klasse dargestellten Genauigkeit. Die von jeder Note repräsentierte Genauigkeit ist wie folgt.
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Im Allgemeinen verwenden gewöhnliche Maschinen die Klassen C7 und C10, CNC-Geräte im Allgemeinen die Klassen C5 und C3 (es gibt mehr C5 und die meisten inländischen CNC-Werkzeugmaschinen sind C5-Klassen), Ausrüstung für die Luftfahrtherstellung, Präzisionsprojektion und Drei-Koordinaten-Messgeräte verwenden im Allgemeinen C3-, C2-Präzision.
Darüber hinaus werden die Sorten C7 und C10 im Allgemeinen durch Walzen und die Sorten C5 und höher durch Schleifen hergestellt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Präzisionsklasse von Kugelumlaufspindeln, die üblicherweise in nicht standardmäßigen Designs verwendet wird, C7 ist (hergestellt durch Walzverfahren, manche nennen es Transformation), während die Präzisionsklasse von Kugelumlaufspindeln höhere Anforderungen stellt, C5 (hergestellt durch Schleifverfahren). ist auch ausreichend. Natürlich müssen wir dennoch sagen, dass wir konkrete Sachverhalte im Detail analysieren müssen.
6. Vorspannungsgrad
Es wird auch Vorspannung genannt. Was die Vorspannung betrifft, müssen wir die spezifische Vorspannkraft und die Vorspannmethode nicht kennen. Wir müssen lediglich den Vorspannungsgrad entsprechend dem Muster des Herstellers auswählen. Je höher die Vorspannung, desto fester ist der Sitz zwischen Mutter und Schraube. im Gegenteil, je niedriger das Niveau, desto lockerer ist es.
Die zu befolgenden Grundsätze sind: großer Durchmesser, Doppelmuttern, hohe Präzision und großes Antriebsdrehmoment. Wenn die oben genannten Bedingungen bei der Anwendung der Gewindestange auftreten, kann das Vorspannungsniveau höher gewählt werden, andernfalls kann das Vorspannungsniveau niedriger gewählt werden.
Auswahl
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Nachdem wir die Hauptparameter der oben genannten Schraubenstangen verstanden haben, können wir den Typ entsprechend unseren eigenen Anforderungen auswählen.
Schritt 1: Bestimmen Sie anhand der in der oben genannten „Klassifizierung von Kugelgewindetrieben“ genannten Anwendungsszenarien der verschiedenen Gewindespindeln den für Ihre eigenen Arbeitsbedingungen geeigneten Schraubentyp. Gleichzeitig können Sie auch den Genauigkeitsgrad der Schraubenschraube (im Allgemeinen C7) und den Vorspannungsgrad bestimmen.
Schritt 2: Bestimmen Sie den Wellendurchmesser der Kugelumlaufspindel entsprechend der Größe der Last;
Schritt 3: Bestimmen Sie die Voreilung anhand der für die Last erforderlichen Bewegungsgeschwindigkeit. Nach der Ermittlung der Voreilung wird dann anhand des Verhältnisses zwischen Schub und Voreilung das vom Antriebsmotor bereitzustellende Drehmoment ermittelt.
Die Details sind wie folgt: Das Objekt bewegt sich vertikal auf und ab, das Gewicht beträgt 60 kg und die erforderliche Bewegungsgeschwindigkeit beträgt 1 m/s.
1) Wenn Sie einen Servomotor als Antrieb wählen, beträgt die Nenngeschwindigkeit 3000 U/min=50U/s, gemäß der Formel: v=ri, bestimmen Sie die Steigung mit 20;
2) Berechnen Sie dann die Größe der Last: Nehmen Sie an, dass die Beschleunigungs- und Verzögerungszeit des Servomotors auf 0,3 s eingestellt ist, dann beträgt die Beschleunigung 3,3 m/s² und die Last F=600 plus 60*3.3=798N (Reibungskraft wird hier ignoriert);
3) Gemäß der Formel: F=(2πTn)/i wird unter 90 Prozent von n T≈2,82 N·m berechnet, und das Nenndrehmoment des 1-kW-Servomotors beträgt 3,18 N·m entspricht den Anforderungen.
Oben wird grundsätzlich das Modell der Kugelumlaufspindel bestimmt. Abschließend können Sie anhand des Hubs, den Sie verwenden müssen, und der oben genannten Installationsmethode der Schraube die Länge der Schraube bestimmen.
