在挑選滾珠絲桿時(shí),大家必須先探討它的普遍參數(shù),隨后才能夠從這種參數(shù)中確認(rèn)它的型號(hào)。
第一、滾珠絲桿的公稱直徑
即是滾珠絲桿的軸徑,普遍的尺寸有(單位:毫米):12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100,關(guān)于滾珠絲桿的軸徑,和它相應(yīng)的即是能夠承受的負(fù)載,普遍是軸徑越大,負(fù)載越大。
但是,不同軸徑的滾珠絲杠所能承受的載荷可以在制造商的樣書(shū)中檢查,相應(yīng)的參數(shù)是動(dòng)額定載荷和靜額定載荷。靜額定負(fù)載是指滾珠絲桿在靜狀態(tài)下能承受的額定負(fù)載,但是我們不能用球螺桿保持靜止,所以在這里,我們基本上只關(guān)心動(dòng)額定負(fù)載。
那麼,具體荷載與額定值荷載的比值越小,滾珠絲桿的基礎(chǔ)理論使用壽命就越長(zhǎng)。(注:額定值荷載不代表較大荷載,但普遍不超過(guò)額定值荷載,不然滾珠絲桿的使用期會(huì)減少)
第二、滾珠絲桿的導(dǎo)程
導(dǎo)程是指滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)一周時(shí)螺母直線移動(dòng)的距離。普遍的導(dǎo)程有(單位:毫米):2、4、5、6、8、10、16、20、25、32、40,跟導(dǎo)程有關(guān)系的參數(shù)是螺母運(yùn)動(dòng)速度和滾珠絲桿可供給的直線推力。
在導(dǎo)程大、同樣轉(zhuǎn)速比的狀況下,直線運(yùn)動(dòng)速率越快,實(shí)際的測(cè)算關(guān)聯(lián)以下
v=r*i
v:螺母的移動(dòng)速度(單位:毫米/s)
r:滾珠絲桿的旋轉(zhuǎn)速度(單位:r/s)
i:導(dǎo)程(單位:毫米)
導(dǎo)程和滾珠絲桿推力的關(guān)系:
F=(2*π*T*n)/i
F:滾珠絲桿推力(單位:N)
T:電機(jī)供給的扭矩(單位N·m)
n:傳動(dòng)效率(滾珠絲桿的傳動(dòng)效率普遍為85%-95%)
第三、滾珠絲桿的精度
i:導(dǎo)程(在這的單位是m)
滾珠絲桿,按國(guó)內(nèi)分類,精度等級(jí)有P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10,日本、韓國(guó),還有中國(guó)臺(tái)灣省采用JIS等級(jí),即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10;歐洲國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)采用的是IT0,IT1,IT2,IT3,IT4,IT5,IT7,IT10。
通常,我們公司買的是臺(tái)灣的滾珠絲杠,價(jià)格相對(duì)較高,其次是日本。
精度表示方法是:不論你的滾珠絲桿多長(zhǎng),取任何長(zhǎng)度300毫米,誤差在等級(jí)代表的精度范圍內(nèi),各級(jí)代表的精度如下:
一般來(lái)說(shuō),C7和C10用以一般機(jī)械設(shè)備,C5和C3常見(jiàn)于數(shù)控機(jī)械(C5較多,中國(guó)大部分?jǐn)?shù)控車床為C5),C3和C2常見(jiàn)于航空公司生產(chǎn)制造機(jī)器設(shè)備、高精密投射和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器設(shè)備(通過(guò)我所知道,C3之上的滾珠絲桿在中國(guó)民用產(chǎn)品銷售市場(chǎng)上是買不到的)。
此外,C7和C10等級(jí)通常通過(guò)軋制法制造,C5及以上等級(jí)通過(guò)研磨法制造。
綜上所述,用于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的滾珠絲桿的一般精度等級(jí)為c7(滾動(dòng)法制造或有些人稱車削),但對(duì)滾珠絲桿精度等級(jí)有較高的要求,c5(滾動(dòng)法制造)足夠。當(dāng)然,要具體分析具體問(wèn)題。
第四、滾珠絲桿的預(yù)壓等級(jí)
也叫預(yù)緊,關(guān)于預(yù)緊,我們不需要知道具體的預(yù)緊力和預(yù)緊方法,只需要通過(guò)制造商的樣品選擇預(yù)緊等級(jí)。預(yù)壓水平越高,螺母和螺桿配合越緊;反過(guò)來(lái),水平越低越松散。
大直徑、雙螺母、高精度、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,應(yīng)用滾珠絲杠時(shí),原則上選擇預(yù)壓等級(jí)高的一方,反之選擇低的一方。
在我們了解了滾珠絲桿的主要參數(shù)后,我們可以通過(guò)我們自己的要求選擇型號(hào)。
第一步、通過(guò)上面“滾珠絲桿的分類”中提到的各種滾珠絲桿的應(yīng)用場(chǎng)景,確認(rèn)適用自己工況的滾珠絲桿種類;同時(shí)也可以確認(rèn)滾珠絲桿的精度等級(jí)(普遍為C7)和預(yù)壓等級(jí);
第二步是通過(guò)負(fù)載的大小確認(rèn)滾珠絲杠的直徑。
第三步,通過(guò)所要求的負(fù)載速度,確認(rèn)引線,確認(rèn)引線,然后通過(guò)推力和引線之間的關(guān)系,確認(rèn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的扭矩。
如下所示:
物體上下垂直運(yùn)動(dòng),重量為60Kg,需要的移動(dòng)速度為1m/s;
1)如果你選取了伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng),額定轉(zhuǎn)速為3000r/min=50r/s,通過(guò)公式:v=r*i,確認(rèn)導(dǎo)程為20;
2)之后再計(jì)算負(fù)載的大小:假如伺服電機(jī)的加減速時(shí)間設(shè)置為0.3s,那么加速度為3.3m/s²,負(fù)載F=600+60*3.3=798N(摩擦力在這忽略);
3)通過(guò)公式:F=(2*π*T*n)/i,n取90%,計(jì)算得T≈2.82N·m,查詢1KW伺服電機(jī)是額定扭矩為3.18N·m,符合要求。
以上,基本確認(rèn)滾珠絲杠的種類,另外,通過(guò)自己的需要使用滾珠絲杠安裝方法,確認(rèn)滾珠絲杠長(zhǎng)度就好。
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