Momentové hřídele (lineární pohyb) | výrobce NIPPON BEARING
Momentové hřídele zajišťují téměř beztřecí lineární pohyb na jediném hřídeli a současně přenáší torzní zatížení.
Momentová hřídel
Nasazením kuličkového pouzdra na hřídel získáte pohyb - teoreticky bez tření (valivý pohyb). Vytvoříme-li však drážky podélně s osou hřídele, které odpovídají ca. poloměru kuličkových valivých elementů uvnitř pouzdra, tak získáme lineární pohyb spojený se dvěma důležitými vlastnostmi - přenosem točivého momentu proti otáčení a vyšší únosnost.
Momentová hřídel kombinuje lineární pouzdro (matici), které nyní zvládne větší únosnost a momentové zatížení, a hřídel, kterou lze na rozdíl od kolejnice v případě potřeby otáčet. Je ideální pro vysokorychlostní pohyb a vysokorychlostní otáčení.
Pro nekonečné množství automatizovaných operací existuje správná momentová hřídel. Mezi takové aplikace patří např. robotika, kontrolní stanice a přípravky, navíjecí aplikace, broušení, indexování, optické měření a další.
Určení správné momentové hřídele pro danou aplikaci není snadné a je třeba se zamyslet, jak různé konfigurace ovlivňují jejich funkce, a pak porovnat jejich funkčnost s požadavky aplikace.
Šest faktorů zatížení a přesnosti
Pouzdro momentové hřídele (obecně označované jako matice) má nosnost (včetně momentového zatížení), kterou lze zvýšit manipulací s některým z faktorů:
Styková plocha valivého elementu
Počet drážek na hřídeli
Tvar drážek
Délka matice a jejích oběžných drah
Tuhost hřídele
Montážní systémy
Počet drážek v hřídeli
V porovnání s hřídelí s kluzným pouzdrem poskytuje momentová drážkovaná hřídel větší styčnou plochu, takže nosnost a životnost je větší, než u kombinace kluzného pouzdra a hřídele podobné velikosti. Základní dynamické zatížení momentové hřídele je obvykle 5-12x vyšší než u kluzného pouzdra podobné velikosti.
Počet drážek v drážkované hřídeli může být od dvou do šesti. V některých případech však systém šesti drážek vyplňuje tak velkou část prostoru na hřídeli, že vedle aktivních drah kuličky matice není místo pro zpětnou recirkulaci kuliček. Proto musí matice vyčnívat z hřídele, aby kuličky mohly recirkulovat nad hřídelí a od ní. Také proto, že valivé elementy mohou vypadnout z matice, pokud se matice a hřídel oddělí. Z tohoto důvodu se musí s tímto konkrétním typem systému momentové hřídele (matice) se šesti drážkami zacházet mnohem opatrněji.
V nejoblíbenějším uspořádání se čtyřmi drážkami může mít matice vedle sebe aktivní a recirkulační dráhy, takže tento systém je mnohem kompaktnější. Navíc jsou všechny kuličkové dráhy v kontaktu
s oběžnými drahami, zatímco u některých šestidrážkových hřídelových systémů je v kontaktu v jednom směru pouze polovina.
Pokud tedy zatížení nevyžaduje šest oběžných drah a postačí čtyři, lze ušetřit místo.
Tvar drážek
Konstrukce se čtyřbodovým kontaktem se díky svému tvaru nazývá gotický oblouk. Gotický oblouk eliminuje jakoukoli vůli, a proto je nejvhodnější pro aplikace vyžadující maximální přesnost. Čtyřbodový kontakt zvyšuje nosnost a tuhost, takže zvládne větší momentové zatížení. Drážky se 4-bodovým kontaktem gotického oblouku se obvykle používají u větších velikostí drážek.
Kuličky se dotýkají drážek oběžných drah ve dvou nebo ve čtyřech bodech. Mírně eliptická konstrukce drážek umožňuje, aby se kuličky dotýkaly ve dvou protilehlých bodech, ale umožňuje určitou vůli na stranách kuliček, které jsou kolmé na kontaktní body. Změna směru otáčení hřídele může způsobit vůli této matice. Protože u gotického oblouku jsou větší rozdíly styčných ploch, musí se vnitřní část kuliček otáčet rychleji než vnější, což způsobuje prokluz a má za následek mírně větší tření. Z tohoto důvodu se drážky s kruhovým obloukem používají pro menší kuličková drážkování citlivější na tření.
Délka matice a délka oběžných drah
Vzhledem k tomu, že kuličkové dráhy v matici momentové hřídele jsou obvody, přibližně polovina kuliček v dráze je vždy v aktivní nosné části dráhy, zatímco druhá polovina je v recirkulační dráze (vratné větvy). Čím delší je matice, tím více aktivních kuliček nese zatížení a tím vyšší je její celková únosnost.
Některé dráhy jsou však navrženy tak, aby efektivněji využívaly délku matice a do její aktivní části nacpaly více kuliček. Čím více aktivních kuliček je v oběžných drahách matice, tím větší momentové zatížení matice unese. Pro zvýšení momentového zatížení lze použít více matic v tandemu.
Tolerance matic
Pokud jsou oběžné dráhy přesně vybroušeny, lépe odpovídají tvaru kuliček v matici a drážkované hřídeli. Výsledkem je, že protilehlé dráhy mají stejné úhly dotyku, což eliminuje vůle. Vůle mezi kuličkami a drážkovanou hřídelí se řídí přesným broušením oběžných drah matice a drážkované hřídele a také instalací správné třídy velikosti kuliček.
Každá momentová matice by měla být z výroby individuálně předepnuta většími průměry kuliček, které snižují vůli mezi drážkou hřídele a drážkou matice. Tam, kde se vyskytují menší vibrace a menší kolísání točivého momentu, postačí k zajištění plynulého lineárního pohybu standardní předpětí. U zatížení vystaveného menšímu momentu, střídavému momentovému zatížení a vibracím je vhodnější lehké předpětí.
Předpětí snižuje dostupnou radiální vůli, aby byla zajištěna tuhost, což také zvyšuje přesnost. Tento proces nejenže zvětšuje styčnou plochu, čímž se zvyšuje schopnost přímého zatížení, ale také omezuje jakýkoli radiální pohyb, čímž se zvyšuje schopnost překonání momentu. Vzniká tak tužší konstrukce, která zvládne velmi náročné pracovní prostředí.
Tuhost hřídele
Zvýšení symetričnosti drážkované hřídele může zvýšit maximální otáčky a zatížitelnost a také snížit vibrace.
Momentové hřídele se liší podle toho, zda jsou přesně broušené nebo z tažené ocelové tyče. Liší se také třídou základního materiálu. Výrobci řadí hřídele podle charakteristik, jako je tolerance broušených hřídelí, kolmost na čelní plochu, soustřednost části pro montáž součásti vůči nosné části a také podle třídy materiálu.
Řízení obrábění všech drážek hřídele tak, aby byly po celé délce lineární s vysokou přesností, je velmi obtížné. Nebroušené (tažené) drážkované hřídele mají přirozeně nižší přesnost.
Obecně výrobci uvádějí 3 stupně přesnosti srovnatelné s vysokou (což znamená jejich nejvyšší přesnost), střední (což znamená jejich standardní třídu - obvykle skladové zboží) a nízkou (často nebroušené hřídele). Nejvyšší třída jednoho výrobce však může být standardní třídou jiného výrobce. Porovnání tříd přesnosti se omezuje na porovnání výše uvedených charakteristik hodnocení - tolerance průměru hřídele, přímosti, kolmosti a soustřednosti.
Pokud je přijatelný nižší stupeň přesnosti, protože primárním zájmem je přenos točivého momentu, lineární přenos, rotační pohyb nebo délka, pak mohou být nejlepší volbou tažené, nebroušené, drážkované hřídele. Některé tažené hřídele mohou používat stejné matice jako broušené, ale nosnost je snížena, protože matice se pohybuje v nebroušené drážce oběžných drah. Jsou však levnější a mohou být dlouhé až 5m, takže jsou vhodné pro aplikace přenosu a manipulace s materiálem.
Montážní systémy
Pokud není břemeno na matici bezpečně namontováno, ovlivní to přesnost. Existují tři typy montážních systémů.
| Matice s drážkou pro pero |
Standardní způsob montáže válcové matice je s drážkou pro pero. Do pouzdra, náboje nebo bloku, který bude namontován na válcovou matici, musí být vyrobena odpovídající drážka pro pero. Je velmi důležité, aby náboj přesně zapadl do drážky, aby se zabránilo vibracím. Pouzdro se musí otáčet s maticí. Kromě drážky pro pero uprostřed matice vyžaduje tento systém také pojistný kroužek, přítlačnou desku nebo jiný způsob upevnění, aby se zabránilo vyklouznutí matice z pouzdra v podélném směru.
| Matice s přírubou |
Druhým montážním systémem je matice s přírubou. Montáž matice s přírubou je mnohem jednodušší, protože vyžaduje pouze otvor a montážní otvory pro upevnění příruby. Ačkoli je pro montáž matice do protikusu nutné připravit otvory, toto nevyžaduje speciální přesnost, jakou vyžaduje matice s drážkou. U přírubového typu není drážka pro pero potřeba.
| Matice bez drážky pro pero |
Třetím montážním systémem je válcová matice válce bez drážky pro pero. Je velmi vhodná pro kompaktní aplikace malých rozměrů. Je podobná matici přírubového typu. Místo pevné příruby na matici je čtvercový držák, který se zasune do matice, aby se zabránilo otáčení. Držák může být opatřen otvory pro šrouby, takže matice bude upevněna podobně jako přírubový typ. Je však mnohem kompaktnější než standardní provedení s přírubou.
Odkazy
Kompletní katalog | Odkaz na web
Pro více informací nás neváhejte kontaktovat Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Společnost MN - systems, s.r.o. je autorizovaným partnerem NIPPON BEARING CO., LTD. & NB Corporation of America pro Českou republiku a Slovensko.