Ako vypočítať krútiaci moment potrebný na riadenie loptičkovej skrutky?

Hej! Ako dodávateľ loptičiek sa často pýtam, ako vypočítať krútiaci moment potrebný na riadenie loptičkovej skrutky. Je to zásadný aspekt, pokiaľ ide o výber správnej skrutky pre vašu aplikáciu, takže som si myslel, že by som sa podelil o niekoľko poznatkov o tejto téme.

Po prvé, pochopme, čo je krútiaci moment. Krútiaci moment je v podstate miera sily, ktorá môže spôsobiť otáčanie objektu okolo osi. V kontexte loptičkovej skrutky je to sila potrebná na otočenie skrutky a pohyb matice pozdĺž skrutkového hriadeľa. Výpočet krútiaceho momentu je dôležitý, pretože vám pomáha určiť požiadavky na výkon motora, ktorý poháňa loptu.

Faktory ovplyvňujúce výpočet krútiaceho momentu

Pri výpočte krútiaceho momentu potrebného na riadenie loptičkovej skrutky prichádza do hry niekoľko faktorov. Poďme ich jeden po druhom.

1. Zaťaženie

Zaťaženie je hmotnosť alebo sila, ktorú musí pohybovať loptička. Mohla by to byť váha strojovej časti, obrobku alebo akéhokoľvek iného objektu, ktorý je poháňaný loptičkou. Čím ťažšie je zaťaženie, tým viac krútiaceho momentu je potrebný na jeho presun. Na výpočet krútiaceho momentu v dôsledku zaťaženia musíte poznať axiálnu silu pôsobiacu na skrutku gule. Toto je možné určiť pomocou nasledujúceho vzorca:

[F = m \ krát g \ krát \ mu]

Kde:

F) je axiálna sila (v Newtonoch)
(m) je hmotnosť záťaže (v kilogramoch)
g) je zrýchlenie spôsobené gravitáciou ((9,81 m/s^2))
(\ mu) je koeficient trenia medzi zaťažením a povrchom, v ktorom sa pohybuje

Akonáhle budete mať axiálnu silu, môžete moment vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

[T_ {load} = \ frac {f \ Times p} {2 \ pi \ eta}]

SFS3220-1 32-402

Kde:

(T_ {load}) je krútiaci moment v dôsledku zaťaženia (v Newton-meters)
(P) je náskok loptičky (v metroch)
(\ eta) je účinnosť loptičkovej skrutky

2. Inertia

Inertia je odpor objektu voči zmenám v jeho stave pohybu. Pri spustení alebo zastavení skrutky gule musíte prekonať zotrvačnosť záťaže a rotujúce časti systému. Zotrvačnosť zaťaženia je možné vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

[I = m \ krát r^2]

Kde:

(I) je okamih zotrvačnosti (v kilogramových metroch na druhú)
(m) je hmotnosť záťaže (v kilogramoch)
(R) je polomer gyrácie (v metroch)

Moment potrebný na prekonanie zotrvačnosti sa dá vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

[T_ {inertia} = i \ krát \ alpha]

Kde:

(T_ {inertia}) je krútiaci moment spôsobený zotrvačnosťou (v Newton-meters)
(I) je okamih zotrvačnosti (v kilogramových metroch na druhú)
(\ alfa) je uhlové zrýchlenie (v radiánoch za sekundu na druhú)

3. Trenie

Trenie je ďalším faktorom, ktorý ovplyvňuje krútiaci moment potrebný na riadenie skrutky. Je potrebné zvážiť dva typy trenia: vnútorné trenie v loptovej skrutky a vonkajšie trenie medzi zaťažením a povrchom, po ktorom sa pohybuje. Vnútorné trenie loptičkovej skrutky sa dá odhadnúť pomocou údajov výrobcu. Vonkajšie trenie sa môže vypočítať pomocou koeficientu trenia a normálnej sily pôsobiacej na zaťaženie.

Celkový krútiaci moment potrebný na riadenie skrutky guľôčok je súčet krútiaceho momentu v dôsledku zaťaženia, krútiaceho momentu v dôsledku zotrvačnosti a krútiaceho momentu v dôsledku trenia:

[T_ {total} = t_ {load} + t_ {inertia} + t_ {thretion}]

Príklad výpočtu

Povedzme, že máte zaťaženie 100 kg, ktoré je potrebné pohnúť loptičkou s olovom 10 mm (0,01 m) a účinnosťou 0,9. Koeficient trenia medzi zaťažením a povrchom, po ktorom sa pohybuje, je 0,1. Zrýchlenie záťaže je 1 m/s^2.

Najskôr vypočítajte axiálnu silu:

[F = m \ krát g \ krát \ mu = 100 \ krát 9,81 \ krát 0,1 = 98,1 n]

Ďalej vypočítajte krútiaci moment v dôsledku zaťaženia:

[T_ {load} = \ frac {f \ times p} {2 \ pi \ eta} = \ frac {98.1 \ times 0,01} {2 \ pi \ times 0,9} \ cca 0,17 nm]

Teraz vypočítajte moment zotrvačnosti záťaže. Za predpokladu, že zaťaženie je tuhý valec s polomerom 0,1 m:

[I = m \ krát r^2 = 100 \ krát 0,1^2 = 1 kgm^2]

Uhlové zrýchlenie sa dá vypočítať pomocou lineárneho zrýchlenia a olova loptičkovej skrutky:

[\ alpha = \ frac {a} {p} = \ frac {1} {0,01} = 100 rad/s^2]

Krútiaci moment spôsobený zotrvačnosťou je:

[T_ {inertia} = i \ krát \ alpha = 1 \ krát 100 = 100 nm]

Predpokladajme, že krútiaci moment v dôsledku trenia je 1 nm.

Celkový krútiaci moment potrebný na riadenie skrutky gule je:

[T_ {total} = t_ {load} + t_ {inertia} + t_ {trenie} = 0,17 + 100 + 1 = 101,17 nm]

Výber správnej skrutky s loptou

Po vypočítaní krútiaceho momentu potrebného na riadenie skrutky lopty môžete použiť tieto informácie na výber správnej skrutky pre vašu aplikáciu. K dispozícii je niekoľko typov loptičiek, z ktorých každá má vlastné vlastnosti a výkonnostné schopnosti.

Valcované závitové guľové skrutky: Tieto skrutky sa vyrábajú prevrátením závitov na skrutkový hriadeľ. Sú relatívne lacné a vhodné pre aplikácie s nízkym a stredným zaťažením a rýchlosťami.
Skrutka s vysokou olovenou guľkou: Vysoké skrutky s guľôčkami olovnatého majú väčší olovo ako štandardné skrutky guľôčok, čo znamená, že môžu maticu pohybovať rýchlejšie pozdĺž hriadeľa skrutky. Sú vhodné pre aplikácie, ktoré si vyžadujú vysokorýchlostný a vysoký presný pohyb.
Recirkulačná guľová skrutka v CNC: Recirkulačné loptové skrutky sa bežne používajú v CNC strojoch a iných vysoko presných aplikáciách. Majú vysokú účinnosť a dokážu zvládnuť veľké náklady.

Pri výbere skrutky guľôčok nezabudnite zvážiť požiadavky na krútiaci moment, vedenie loptičkovej skrutky, zaťažovaciu kapacitu, požiadavky na rýchlosť a požiadavky na presnosť vašej aplikácie.

Záver

Výpočet krútiaceho momentu potrebného na riadenie loptičkovej skrutky je dôležitým krokom pri výbere správnej skrutky pre vašu aplikáciu. Zohľadnením faktorov, ako je zaťaženie, zotrvačnosť a trenie, môžete presne vypočítať krútiaci moment a zvoliť loptu, ktorá spĺňa vaše požiadavky. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete pomoc s výberom loptičky, neváhajte nás osloviť. Sme tu, aby sme vám pomohli pri hľadaní perfektnej skrutky pre vaše potreby. Spojte sa s nami a začnite diskusiu o obstarávaní a nájdite ideálne riešenie pre svoj projekt!