Čo je to vôľa v guľôčkovej skrutke?

Vôľa guľôčkovej skrutky je axiálny stratený pohyb, ktorý sa objaví, keď sa obráti smer pohybu. Skrutka alebo motor už možno zmenili smer, ale matica, stôl alebo pohyblivý komponent nereagujú okamžite, pretože najprv je potrebné vykonať mechanickú vôľu.

Vo všeobecnom automatizačnom zariadení môže byť prijateľné malé množstvo vôle. Pri CNC strojoch, meracích zariadeniach a aplikáciách s častými zmenami smeru však nadmerná vôľa môže znížiť presnosť polohovania a opakovateľnosť.

Čo je vôľa v guľôčkovej skrutke?

Guličková skrutka obsahuje hriadeľ skrutky, guľôčkovú maticu a obehové oceľové guľôčky. Guľôčky sa otáčajú medzi zodpovedajúcimi obežnými dráhami v hriadeli a matici, aby premenili rotačný pohyb na lineárny pohyb.

Ak existuje axiálna vôľa medzi guľôčkami a obežnými dráhami, hnacia strana sa musí posunúť cez túto vôľu, keď sa otáčanie obráti, skôr než sa zaťaženie úplne prenesie v opačnom smere. To vytvára vôľu alebo stratený pohyb.

Vôľa guľôčkovej skrutky by sa nemala zamieňať s presnosťou vedenia. Presnosť vedenia popisuje rozdiel medzi teoretickým a skutočným prejazdom na špecifikovanú vzdialenosť. Vôľa opisuje stratený pohyb počas zmeny smeru. Vyšší stupeň presnosti automaticky neznamená, že zostava nemá axiálnu vôľu.

Čo spôsobuje vôľu guľôčkovej skrutky?

Povolenie výroby a montáže

Niektoré štandardné matice guľôčkových skrutiek sú navrhnuté s riadenou vnútornou vôľou, aby sa zachoval hladký chod a primeraný krútiaci moment. Nemusí to nevyhnutne znamenať výrobnú chybu.

Keď sa vyžaduje nižšia vôľa, veľkosť gule, geometria obežnej dráhy a predpätie musia byť počas výroby a montáže správne prispôsobené. Náhodná inštalácia väčších guľôčok nie je bezpečná metóda nastavenia, pretože nadmerné rušenie môže zvýšiť krútiaci moment, teplo a opotrebovanie obežnej dráhy.

Opotrebenie loptičiek a dráh

Opakovaná prevádzka postupne opotrebováva guľôčky a obežné dráhy. Opotrebenie sa môže vyvinúť rýchlejšie pri nadmernom zaťažení, náraze, znečistení, nedostatočnom mazaní alebo zlom zarovnaní. Pri opotrebovaní kontaktných plôch sa môže zväčšiť vnútorná axiálna vôľa.

Ak sa vôľa objaví len v jednej časti zdvihu skrutky, treba zvážiť miestne opotrebovanie alebo poškodenie obežnej dráhy. Výmena iba matice nemusí problém vyriešiť, ak je opotrebovaný aj hriadeľ skrutky.

Pohyb podporných ložísk

Nie všetky namerané chyby spätného chodu pochádzajú z guľovej matice. Uvoľnené poistné matice, nesprávne predpätie ložiska alebo opotrebované podporné ložiská s pevným koncom môžu umožniť axiálny pohyb celého hriadeľa skrutky.

Pred výmenou matice skontrolujte, či sa koniec skrutky pohybuje pri pôsobení axiálnej sily. Ak sa celá skrutka pohybuje vo vnútri podperného usporiadania, za chybu môže byť zodpovedná zostava ložiska.

Voľné spojky alebo matice

Uvoľnená spojka motora, skrutka matice a sedla alebo puzdro ložiska môžu tiež spôsobiť stratu pohybu počas spätného chodu. Nameraná hodnota na stole stroja môže byť preto väčšia ako skutočná vôľa vo vnútri matice.

Nesprávna inštalácia

Nesúososť medzi hriadeľom skrutky, puzdrom matice a podpornými ložiskami nie vždy okamžite spôsobí vôľu. Spôsobuje však nerovnomerné zaťaženie, vyšší jazdný odpor a lokálne opotrebovanie, ktoré môže časom zvýšiť vôľu.

Ako vôľa ovplyvňuje systém lineárneho pohybu?

Chyba polohovania

Keď sa os obráti, motor alebo skrutka sa môžu pohnúť skôr, ako stôl zareaguje. Prikázaná poloha a skutočná poloha sa preto môžu líšiť, najmä keď sa k cieľu približuje zo striedajúcich sa smerov.

Znížená opakovateľnosť

Stroj sa môže konzistentne vracať do polohy, keď sa približuje z jedného smeru, ale pri približovaní sa z opačného smeru prináša iný výsledok. Toto je bežný znak straty pohybu súvisiaceho s reverzáciou.

Chyby obrábania a povrchu

V CNC zariadeniach môže vôľa spôsobiť rozmerové odchýlky, viditeľné stopy pri zmenách obrysu alebo nestabilné rezanie pri obrátení osi. Závažnosť závisí od konštrukcie stroja, rezného zaťaženia a riadiaceho systému.

Hluk a vibrácie

Vôľa môže umožniť, aby sa súčiastka po spätnom chode náhle znovu zaradila, čo spôsobilo náraz, vibrácie alebo hluk. Samotný abnormálny hluk však nedokazuje, že guľová matica má nadmernú vôľu. Tiež by sa malo skontrolovať mazanie, zarovnanie, nosné ložiská a ďalšie komponenty pohonu.

Ako možno zmenšiť vôľu guľôčkovej skrutky?

Použite správne prispôsobenú predpätú maticu

Predpätie aplikuje riadenú vnútornú silu medzi guľôčky a obežné dráhy. Pomáha znižovať axiálnu vôľu a zlepšuje tuhosť a reverznú odozvu.

Predpätie musí zodpovedať požadovanému zaťaženiu, rýchlosti, krútiacemu momentu motora a pracovnému cyklu. Nadmerné predpätie môže zvýšiť trenie, prevádzkovú teplotu a opotrebovanie, takže vyššie predpätie nie je automaticky lepšie.

Zvážte štruktúru s dvojitou maticou

Dvojitá guľová matica používa dve časti matice predpäté proti sebe. Táto štruktúra môže poskytnúť lepšiu reguláciu vôle a vyššiu axiálnu tuhosť ako jednoduchá matica so štandardnou vôľou, ale vyžaduje viac miesta na inštaláciu a vo všeobecnosti vytvára vyšší jazdný odpor.

Pre podrobné porovnanie týchto dvoch štruktúr viďGuľôčková skrutka SFU vs DFU: Rozdiely vôle, zaťaženia a presnosti.

Opravte chyby pri inštalácii

Skontrolujte zarovnanie skrutky, krytu matice a podporných jednotiek. Uistite sa, že poistná matica ložiska, spojka, príruba matice a montážne skrutky sú správne zaistené.

Ak chyba pochádza z uvoľneného podporného ložiska alebo spojky, výmena guľovej matice problém nevyrieši.

Udržujte správne mazanie

Mazanie priamo neodstraňuje existujúcu mechanickú vôľu, ale znižuje trenie a pomáha spomaliť opotrebovanie guľôčok a obežných dráh. Typ maziva a interval údržby by mali zodpovedať rýchlosti, zaťaženiu, zdvihu a pracovnému prostrediu.

Vymeňte opotrebované komponenty

Ak sú matica, obežná dráha skrutky alebo podporné ložiská už opotrebované, nastavenie môže poskytnúť len dočasné zlepšenie. Opotrebované komponenty by sa mali skontrolovať, aby sa zistilo, či je vhodnejšia výmena matice alebo kompletná zostava skrutky a matice.

Podrobnejšie metódy korekcie sú vysvetlené vAko odstrániť vôľu guľových skrutiek.

Dá sa spätná reakcia úplne odstrániť?

Správne zvolená predpätá guľôčková skrutka môže znížiť merateľnú axiálnu vôľu na veľmi nízku úroveň. Avšak opisovať kompletnú os stroja ako s „absolútnou nulovou vôľou“ je zvyčajne zavádzajúce.

Konečná chyba spätného chodu môže byť stále ovplyvnená pohybom podporného ložiska, deformáciou spojky, tuhosťou sedla matice, deformáciou rámu stroja, tepelnou rozťažnosťou a nastavením riadiaceho systému.

Praktickým cieľom je preto kontrolovať totálnu stratu pohybu v rámci požiadaviek na polohovanie stroja, a nie dosiahnuť najvyššie možné predpätie bez zohľadnenia krútiaceho momentu, tepla a životnosti.

Čo treba skontrolovať pred výmenou guľôčkovej matice?

Pred objednaním výmeny potvrďte:

• Kompletný model skrutky a matice
• Priemer skrutky a vedenie
• Jednomaticová alebo dvojmaticová konštrukcia
• Požiadavka pôvodnej vôle alebo predpätia
• Či sa vôľa vyskytuje pozdĺž celého zdvihu alebo len lokálne
• Stav obehu skrutky a obehu matice
• Pohyb podporného ložiska s pevným koncom
• Stav spojky, sedla matice a montážnej skrutky

Jednou z najčastejších chýb pri výmene je objednávanie matice iba podľa menovitého priemeru a stúpania. Dve matice označené podobnými základnými veľkosťami sa môžu ešte líšiť v rozmeroch príruby, štruktúre obehu, vnútornom lícovaní a predpätí.

Ďalšie informácie o výmene matíc a prispôsobených zostavách nájdete naMôže matica guľovej skrutky proti vôli skutočne odstrániť vôľu?.

Zhoda guľôčkových skrutiek a matíc DLY

DLY dodáva C7 valcované guľôčkové skrutky pre všeobecnú automatizáciu a C5 brúsené guľôčkové skrutky pre aplikácie vyžadujúce vyššiu presnosť vedenia. Hriadele guľôčkových skrutiek používajú oceľ S55C, zatiaľ čo guľôčkové matice DLY používajú legovanú oceľ 20CrMo.

Ak sa vyžaduje kontrola vôle, mali by sa spoločne potvrdiť priemer skrutky, vedenie, štruktúra matice, predpätie, usporiadanie podpery a podmienky inštalácie. V prípade náhradných projektov sú jasné fotografie, kompletný model a výkres spoľahlivejšie ako samotný priemer a olovo.

← Späť na DLY Blog