Hlavný rozdiel medzi jednomaticovou a dvojmaticovou guľôčkovou skrutkou je v tom, ako zostava matice riadi axiálnu vôľu a predpätie. Konštrukcia s jednou maticou používa jedno telo matice, zatiaľ čo konštrukcia s dvoma maticami používa dve časti matice zaťažené proti sebe, zvyčajne cez rozperu alebo inú nastavovaciu štruktúru.
Dvojmaticové guľôčkové skrutky sa bežne vyberajú, keď sa vyžaduje vyššia axiálna tuhosť a viac kontrolované predpätie. Jednomaticové guľôčkové skrutky zostávajú praktickou voľbou, keď sú dôležitejšie kompaktné rozmery, nižšia hmotnosť, nižší jazdný odpor a cena.
Dôležité:Samotné množstvo matice neurčuje presnosť elektródy, nosnosť ani životnosť. Porovnať treba aj presný model, predpätie, počet zaťažených guľôčkových okruhov, priemer skrutky, stúpanie a stupeň presnosti.
Štruktúra guľôčkovej skrutky s jednou maticou
Jednomaticová guľôčková skrutka obsahuje jedno telo matice s jedným alebo viacerými okruhmi recirkulačných guľôčok. Guľôčky sa odvaľujú medzi obežnou dráhou skrutkového hriadeľa a zodpovedajúcou dráhou vo vnútri matice.
Jednomaticové prevedenia sú dostupné v niekoľkých štruktúrach, vrátane štandardných prírubových matíc, valcových matíc, matíc s vnútorným obehom a koncových obehových matíc. Séria DLY ako SFU, SFA, SFE a SFI používa rôzne jednomaticové štruktúry pre rôzne požiadavky na inštaláciu a prevádzku.
Jedna matica môže byť dodaná s:
- Pozitívna axiálna vôľa
- Znížená alebo kontrolovaná vôľa
- Ľahké predpätie dosiahnuté výberom loptičky
- Vnútorné predpätie v závislosti od konštrukcie matice
Preto nie je správne predpokladať, že každá jednomaticová guľôčková skrutka má veľkú vôľu. Pre vybraný model by sa mala potvrdiť skutočná axiálna vôľa alebo špecifikácia predpätia.
Štruktúra guľôčkovej skrutky s dvojitou maticou
Guľôčková skrutka s dvojitou maticou používa dve časti matice na rovnakom hriadeli skrutky. Dve matice sú zaťažené v opačných axiálnych smeroch, takže obe strany kontaktu guľôčky s obežnou dráhou zostávajú v zábere.
Bežná konštrukcia umiestňuje medzi dve časti matice rozperu. Zmena efektívnej hrúbky rozpery mení ich relatívnu axiálnu polohu a tým aj predpätie pôsobiace na guľôčkové kontakty.
Séria DLY DFU a DFI používa dvojmaticové konštrukcie. V porovnaní so štandardnou jednoduchou maticou podobného priemeru a vývodu vo všeobecnosti vyžadujú viac axiálneho inštalačného priestoru.
Jednoduchá matica vs dvojitá matica: hlavné rozdiely
| Položka | Jedna matica | Dvojitá matica |
|---|---|---|
| Štruktúra | Telo s jedným orechom | Dve protiľahlé časti matíc |
| Axiálna dĺžka | Zvyčajne kratšie | Zvyčajne dlhšie |
| Hmotnosť | Zvyčajne nižšie | Zvyčajne vyššie |
| Metóda predbežného zaťaženia | Výber guľôčok alebo vnútorná ofsetová štruktúra v závislosti od modelu | Protiľahlé matice s rozperným alebo nastavovacím mechanizmom |
| Axiálna vôľa | Závisí od zvolenej vôle alebo špecifikácie predpätia | Ľahšie ovládanie prostredníctvom konštrukcie predpätia s protiľahlými maticami |
| Axiálna tuhosť | Vhodné pre mnoho všeobecných pohybových systémov; sa líši podľa predpätia a konštrukcie matice | Vo všeobecnosti sa vyberá, keď sa vyžaduje vyššia obojsmerná tuhosť |
| Krútiaci moment | Zvyčajne nižšie, keď sa aplikuje malé alebo žiadne predpätie | Môže byť vyššia kvôli predpätiu a dodatočným kontaktom s guľou |
| Tvorba tepla | Zvyčajne nižšie za porovnateľných podmienok | Môže byť vyššia, ak sa použije značné predpätie |
| náklady | Vo všeobecnosti nižšie | Všeobecne vyššie |
| Inštalačný priestor | Lepšie pre kompaktné zostavy | Vyžaduje viac miesta pozdĺž osi skrutky |
Rozdiel vo vôli a axiálnej vôli
Vôľa v guľôčkovej skrutke je stratený axiálny pohyb, ktorý môže nastať, keď sa obráti smer ťahu. Je ovplyvnený vôľou medzi guľôčkami a obežnými dráhami, ale nameraný stratený pohyb kompletnej osi môže tiež zahŕňať:
- Posun podporného ložiska
- Pohyb puzdra orechov
- Vôľa spojky
- Elastická deformácia skrutkového hriadeľa
- Deformácia rámu stroja a konzoly
- Reakcia riadiaceho systému
Predpätá dvojitá matica znižuje vnútornú axiálnu vôľu udržiavaním kontaktu na opačných stranách obežných dráh. Avšak "nulová vôľa" by sa nemala považovať za absolútnu záruku pre celú os stroja.
Správne navrhnutá predpätá matica môže tiež poskytnúť nízku axiálnu vôľu a stabilné umiestnenie. Konečný výber by mal teda porovnávať zadanú vôľu a tuhosť, nielen počet telies matíc.
Rozdiel v axiálnej tuhosti
Predpätie zvyšuje axiálnu tuhosť znížením posunutia pri zmene smeru vonkajšieho zaťaženia. Štruktúra s dvojitou maticou poskytuje praktický spôsob aplikácie predpätia medzi dvoma protiľahlými skupinami guľôčkových kontaktov.
To môže byť prínosom pre osi stroja, ktoré majú:
- Časté obojsmerné polohovanie
- Reverzná rezná sila
- Vysoké požiadavky na tuhosť
- Malý prípustný elastický posun
- Zmena axiálneho zaťaženia počas prevádzky
Tuhosť celej osi závisí aj od dĺžky a priemeru skrutkového hriadeľa, podporných ložísk, rozpätia ložísk, konzoly matice a rámu stroja. Inštalácia dvojitej matice nemôže kompenzovať flexibilnú nosnú konštrukciu.
Unesie dvojitá matica dvojnásobné zaťaženie?
Nie. Dvojmaticová guľôčková skrutka by nemala mať dvojnásobnú nosnosť ako model s jednou maticou.
Základné dynamické a statické zaťaženia závisia od:
- Priemer skrutky a vedenie
- Priemer gule
- Počet zaťažených okruhov
- Vnútorná kontaktná geometria
- Orechový dizajn
- Materiál a tepelné spracovanie
- Aplikované predpätie
Predpätie je samo o sebe vnútorné zaťaženie. Pri výpočte únavovej životnosti je potrebné zvážiť stav predpätia spolu s vonkajším prevádzkovým zaťažením. Nadmerné predpätie môže znížiť životnosť, aj keď zlepšuje tuhosť.
Vždy porovnávajte údaje o nosnosti presných modelov s jednou maticou a s dvoma maticami, a nie odhadovanie kapacity z počtu matíc.
Zlepšuje dvojitá matica presnosť olova?
Nie sám od seba. Presnosť elektródy popisuje, ako presne skutočný axiálny pohyb sleduje špecifikovanú dráhu po dĺžke skrutky. Je určená hlavne výrobným procesom a stupňom presnosti.
Napríklad guľôčková skrutka s jednou maticou C5 môže mať lepšiu presnosť vedenia ako guľôčková skrutka s dvoma maticami C7. Dvojitá matica môže poskytnúť vyššiu axiálnu tuhosť a nižšiu vôľu, ale automaticky nemení presnosť vedenia skrutkového hriadeľa.
Keď je dôležitý výkon polohovania, vyhodnoťte obe:
- Stupeň presnosti:kontroluje odchýlku jazdy.
- Vôľa alebo predpätie:ovplyvňuje reverzné správanie a axiálnu tuhosť.
Prevádzkový krútiaci moment, teplo a rýchlosť
Nepredpätá alebo málo zaťažená jednoduchá matica má vo všeobecnosti nižší rozbehový a krútiaci moment ako v podstate predpätá dvojitá matica porovnateľnej veľkosti.
Keď sa predpätie zvyšuje:
- Vo všeobecnosti sa zvyšuje axiálna tuhosť.
- Stratený pohyb vo všeobecnosti klesá.
- Zvyšuje sa trecí moment.
- Môže sa zvýšiť tvorba tepla.
- Požiadavky na krútiaci moment motora sa môžu zvýšiť.
- Životnosť únavy sa môže znížiť, ak je predpätie nadmerné.
Pri vysokorýchlostných osiach musí byť predpätie vyvážené proti nárastu teploty a jazdnému odporu. Dizajn s dvojitou maticou by sa nemal automaticky zvoliť len preto, že sa stroj pohybuje rýchlo.
Rozdiely pri inštalácii a údržbe
Jedna matica je kratšia a zvyčajne sa ľahšie balí do kompaktného stroja. Puzdro matice a okolitá štruktúra môžu byť tiež menšie.
Dvojitá matica vyžaduje dostatok axiálneho priestoru pre obe časti matice a štruktúru predpätia. Inštalácia musí zabrániť skrúteniu alebo deformácii zostavy. Konzola matice by mala podopierať celú montážnu plochu bez toho, aby došlo k vytlačeniu dvoch matíc zo zarovnania.
Nebrúste, nevymieňajte ani neupravujte rozperu s predpätím. Malá zmena hrúbky rozpery môže výrazne zmeniť krútiaci moment predpätia a vnútorné zaťaženie. Nastavenie predpätia by sa malo riadiť postupom výrobcu a malo by sa overiť meraním krútiaceho momentu alebo posunu.
Žiadny typ by sa nemal odstrániť z hriadeľa skrutky bez vhodnej prenosovej trubice alebo upevňovacieho nástroja. V opačnom prípade môžu guľôčky opustiť svoju obehovú dráhu.
Kedy zvoliť jednu maticu
Jednomaticová guľôčková skrutka je vo všeobecnosti vhodná, keď:
- Inštalačný priestor je obmedzený.
- Výhodná je nižšia pohyblivá hmotnosť.
- Mierna axiálna tuhosť je dostatočná.
- Aplikácia môže akceptovať špecifikovanú axiálnu vôľu.
- Predpätá konštrukcia s jednou maticou už spĺňa požiadavku na spätný chod.
- Dôležitý je nižší krútiaci moment.
- Kontrola nákladov je prioritou.
Bežné príklady zahŕňajú kompaktné automatizačné zariadenia, všeobecné pomocné osi CNC, 3D tlačiarne, baliace stroje a polohovacie mechanizmy so strednými požiadavkami na tuhosť.
DLYSFA orechysú jedným príkladom kompaktnej jednomaticovej konštrukcie.
Kedy zvoliť dvojitú maticu
Guľôčková skrutka s dvojitou maticou môže byť vhodnejšia, keď:
- Os často mení smer.
- Vyžaduje sa nízka axiálna vôľa.
- Je potrebná vyššia obojsmerná tuhosť.
- Aplikácia je citlivá na elastický posun pri meniacej sa záťaži.
- Stroj má dostatočný axiálny inštalačný priestor.
- Motor dokáže prispôsobiť špecifikovaný krútiaci moment predpätia.
- Dodatočné náklady a zložitosť montáže sú odôvodnené požiadavkou na výkon.
Dodávky DLYdvojité guľové maticepre aplikácie vyžadujúce konštrukciu s predpätím s dvoma maticami.
Informácie na potvrdenie pred výberom
Pred rozhodnutím medzi jednoduchou a dvojitou maticou uveďte:
- Priemer skrutky a vedenie
- Požadovaný zdvih a celková dĺžka
- Maximálne a priemerné axiálne zaťaženie
- Rýchlosť a zrýchlenie
- Požadovaná presnosť vedenia
- Prípustná axiálna vôľa
- Požadovaná axiálna tuhosť
- Dostupný priestor na inštaláciu matíc
- Pracovný cyklus a požadovaná životnosť
- Smer montáže
- Výkresy matice a konca hriadeľa
Záver
Jednomaticové guľôčkové skrutky sú kompaktné, ľahšie a vo všeobecnosti hospodárnejšie. Sú k dispozícii s rôznymi podmienkami vôle a predpätia a môžu spĺňať požiadavky mnohých osí automatizácie a obrábacích strojov.
Guľôčkové skrutky s dvojitou maticou používajú dve protiľahlé časti matice, aby poskytli lepšie kontrolovateľné predpätie, zníženú axiálnu vôľu a vyššiu obojsmernú tuhosť. Ich kompromisy zahŕňajú väčšiu dĺžku, hmotnosť, krútiaci moment, tvorbu tepla a náklady.
Výber by nemal vychádzať z predpokladu, že dvojitá matica je vždy presnejšia alebo má dvojnásobnú nosnosť. Porovnajte skutočnú nosnosť, predpätie, stupeň presnosti, tuhosť a rozmerové údaje konkrétnych modelov.
Zobraziť kompletné DLYrozsah guľových matícalebo nám pošlite parametre vašej aplikácie a inštalačný výkres na potvrdenie modelu.
