Momentové hřídele | výrobce NIPPON BEARING
Momentové hřídele zajišťují téměř beztřecí lineární pohyb na jediném hřídeli a současně přenáší torzní zatížení.
Kuličkové drážkování
Nasazením kuličkového pouzdra na hřídel získáte pohyb bez tření. Vytvořte však drážky podél axiální délky hřídele, které odpovídají poloměru kuličkových prvků pouzdra, a získáte lineární pohyb bez tření spojený se dvěma důležitými vlastnostmi - přenosem točivého momentu proti otáčení a vyšší nosností.
Kuličkové drážkování kombinuje lineární pouzdro (matici), které nyní zvládne větší 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 správné kuličkové drážkování: Robotika, kontrola, odstřeďování, nakládání, lakování, navíjení drátu, broušení, indexování, nastavování matric, přenos, doprava, lisování, kreslení, měření, optické měření, svařování, nýtování, tisk, vazba knih, balení, plnění, lisování a další.
Určení správného kuličkového drážkování 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 kuličkového drážkování (obecně označované jako matice) má nosnost (včetně momentového zatížení), kterou lze zvýšit manipulací s některým z faktorů:
Plocha kuličkového kontaktu
Počet drážek na hřídeli
Tvar drážek
Délka matice a jejích oběžných drah
Tuhost hřídele
Montážní systémy
Počet drážek v hřídeli
V porovnání s hřídelí kluzného pouzdra poskytuje drážkovaná hřídel větší styčnou plochu, takže nosnost a životnost je větší než u kombinace kluzného pouzdra a hřídele podobné velikosti. Základní dynamické zatížení kuličkového drážkování je obvykle 5-12krát 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 recirkulaci kuličky. Proto musí matice vyčnívat z hřídele, aby kuličky mohly recirkulovat nad hřídelí a od ní. Také proto, že kuličkové prvky vypadnou z matice, pokud se matice a hřídel oddělí, musí se s tímto konkrétním typem systému kuličkového drážkování 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, která by mohla vést k průhybu, a proto je nejvhodnější pro aplikace vyžadující maximální přesnost. Čtyřbodový kontakt zvyšuje nosnost a tuhost, takže zvládne větší momentové zatížení. Drážky se 4bodovým kontaktem gotického oblouku se obvykle používají u větších velikostí drážek.
Z provedení drážek na trhu se standardně volí mezi kuličkami, které se dotýkají drážek oběžných drah ve dvou nebo ve čtyřech bodech (viz obrázek 2). 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 typu kruhového oblouku. 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 větší tření. Z tohoto důvodu se drážky s kruhovým obloukem používají pro menší kuličková drážkování citlivější na tření.
Délka matice a jejích oběžných drah
Vzhledem k tomu, že kuličkové dráhy jsou obvody, přibližně polovina kuliček v dráze je vždy v aktivní, nosné části dráhy, zatímco druhá polovina je v recirkulační dráze. Čím delší je matice, tím více aktivních kuliček nese zatížení.
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 oběžná kola přesně vybroušena (nikoliv nakreslena), 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 - pomocí vnější stěny ložiskového válce matice se přizpůsobí různým velikostem.
Každá drážkovací matice by měla být z výroby individuálně předepnuta většími třídami kuliček, které snižují vůli mezi drážkou drážkovací 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 kroucení, 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 pevnější konstrukce, která zvládne velmi náročné pracovní prostředí.
Tuhost hřídele
Zvýšení symetričnosti drážkované hřídele může zvýšit maximální otáčky a zatížitelnost a také snížit vibrace.
Drážkové hřídele se liší podle toho, zda jsou přesně broušené, 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 měr 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 drážkování, ale nosnost je snížena, protože matice se pohybuje v nebroušené drážce oběžných drah. Jsou však levnější a mohou být dlouhé až pět metrů, 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 klíčovou drážkou |
Standardní způsob montáže válcové matice je s klíčem. U tohoto systému bude mít válcová matice drážku pro klíč a samostatný klíč. Do pouzdra nebo bloku, který bude namontován na válcovou matici, musí být vyvrtána odpovídající drážka pro klíč. Je velmi důležité, aby vývrt přesně zapadl do klíče, aby se zabránilo vibracím. Drážka pro klíč je důležitá, protože matice musí být upevněna ve směru otáčení, aby se při otáčení drážkované hřídele matice v pouzdře neotáčela. Pouzdro se musí otáčet s maticí. Kromě drážky pro klíč uprostřed matice vyžaduje tento systém také pojistný kroužek, přítlačnou desku nebo jiný způsob upevnění, aby se zabránilo vyklouznutí matice z pouzdra.
| Matice s přírubou |
Druhým montážním systémem je matice s přírubou. Montáž matice s přírubou je mnohem jednodušší, protože vyžaduje pouze hrubý otvor a montážní otvory vyvrtané a navrtané pro upevnění příruby ke skříni. Ačkoli je pro montáž matice do skříně nutné vyvrtat otvor, toto vrtání nevyžaduje přesnost, jakou vyžaduje matice s drážkou. U přírubového typu, protože je ke skříni přišroubován, není drážka pro klíč potřeba.
| Matice bez klíče |
Třetím montážním systémem je matice válce bez klíče. Je velmi vhodný pro kompaktní aplikace malých rozměrů. Je podobná matici přírubového typu. Místo pevné příruby na matici je čtvercový nástavec, který se zasune do matice, aby se zabránilo otáčení. Drážka může být opatřena otvory pro šrouby, takže matice bude upevněna podobně jako příruba ke skříni. Je však mnohem kompaktnější než standardní příruba.
Odkazy
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.