在挑選滾珠絲桿時,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)中確認它的型號。
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載,普遍是軸徑越大,負載越大。
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中檢查,相應(yīng)的參數(shù)是動額定載荷和靜額定載荷。靜額定負載是指滾珠絲桿在靜狀態(tài)下能承受的額定負載,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)心動額定負載。
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。(注:額定值荷載不代表較大荷載,但普遍不超過額定值荷載,不然滾珠絲桿的使用期會減少)
第二、滾珠絲桿的導程
導程是指滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)一周時螺母直線移動的距離。普遍的導程有(單位:毫米):2、4、5、6、8、10、16、20、25、32、40,跟導程有關(guān)系的參數(shù)是螺母運動速度和滾珠絲桿可供給的直線推力。
在導程大、同樣轉(zhuǎn)速比的狀況下,直線運動速率越快,實際的測算關(guān)聯(lián)以下
v=r*i
v:螺母的移動速度(單位:毫米/s)
r:滾珠絲桿的旋轉(zhuǎn)速度(單位:r/s)
i:導程(單位:毫米)
導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:電機供給的扭矩(單位N·m)
n:傳動效率(滾珠絲桿的傳動效率普遍為85%-95%)
第三、滾珠絲桿的精度
i:導程(在這的單位是m)
滾珠絲桿,按國內(nèi)分類,精度等級有P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10,日本、韓國,還有中國臺灣省采用JIS等級,即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10;歐洲國家的標準采用的是IT0,IT1,IT2,IT3,IT4,IT5,IT7,IT10。
通常,我們公司買的是臺灣的滾珠絲杠,價格相對較高,其次是日本。
精度表示方法是:不論你的滾珠絲桿多長,取任何長度300毫米,誤差在等級代表的精度范圍內(nèi),各級代表的精度如下:
一般來說,C7和C10用以一般機械設(shè)備,C5和C3常見于數(shù)控機械(C5較多,中國大部分數(shù)控車床為C5),C3和C2常見于航空公司生產(chǎn)制造機器設(shè)備、高精密投射和三坐標測量機器設(shè)備(通過我所知道,C3之上的滾珠絲桿在中國民用產(chǎn)品銷售市場上是買不到的)。
此外,C7和C10等級通常通過軋制法制造,C5及以上等級通過研磨法制造。
綜上所述,用于非標準設(shè)計的滾珠絲桿的一般精度等級為c7(滾動法制造或有些人稱車削),但對滾珠絲桿精度等級有較高的要求,c5(滾動法制造)足夠。當然,要具體分析具體問題。
第四、滾珠絲桿的預壓等級
也叫預緊,關(guān)于預緊,我們不需要知道具體的預緊力和預緊方法,只需要通過制造商的樣品選擇預緊等級。預壓水平越高,螺母和螺桿配合越緊;反過來,水平越低越松散。
大直徑、雙螺母、高精度、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大,應(yīng)用滾珠絲杠時,原則上選擇預壓等級高的一方,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,我們可以通過我們自己的要求選擇型號。
第一步、通過上面“滾珠絲桿的分類”中提到的各種滾珠絲桿的應(yīng)用場景,確認適用自己工況的滾珠絲桿種類;同時也可以確認滾珠絲桿的精度等級(普遍為C7)和預壓等級;
第二步是通過負載的大小確認滾珠絲杠的直徑。
第三步,通過所要求的負載速度,確認引線,確認引線,然后通過推力和引線之間的關(guān)系,確認驅(qū)動電機所需的扭矩。
如下所示:
物體上下垂直運動,重量為60Kg,需要的移動速度為1m/s;
1)如果你選取了伺服電機為驅(qū)動,額定轉(zhuǎn)速為3000r/min=50r/s,通過公式:v=r*i,確認導程為20;
2)之后再計算負載的大小:假如伺服電機的加減速時間設(shè)置為0.3s,那么加速度為3.3m/s²,負載F=600+60*3.3=798N(摩擦力在這忽略);
3)通過公式:F=(2*π*T*n)/i,n取90%,計算得T≈2.82N·m,查詢1KW伺服電機是額定扭矩為3.18N·m,符合要求。
以上,基本確認滾珠絲杠的種類,另外,通過自己的需要使用滾珠絲杠安裝方法,確認滾珠絲杠長度就好。
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