Hlavní rozdíl mezi jednoduchou maticí a dvoumaticovým kuličkovým šroubem nespočívá pouze v počtu těl matic. Tyto dva návrhy používají různé přístupy k řízení axiální vůle, předpětí a tuhosti, což ovlivňuje montážní délku, krouticí moment pohonu, chování při polohování a cenu.
Kulový šroub s jednou maticí je obecně kompaktnější a hospodárnější. Kuličkový šroub s dvojitou maticí poskytuje větší flexibilitu pro aplikaci předpětí mezi dvěma sekcemi matice a běžně se volí, když je důležitá axiální tuhost a stabilní přesnost reverzace. Dvojitá matice však není automaticky přesnější, pevnější ani déle-vydrží v každé aplikaci.
Správná volba by měla být založena na požadované vůli, axiální tuhosti, zatížení, rychlosti, pracovním cyklu a dostupném instalačním prostoru spíše než na předpokladu, že dvě matice jsou vždy lepší než jedna.
Kulový šroub s jednou maticí
Kuličkový šroub s jednou maticí používá jedno tělo matice obsahující jeden nebo více okruhů oběhu kuliček. Díky kratší celkové délce je vhodný pro stroje s omezeným instalačním prostorem a pro všeobecné-polohovací osy, kde není vyžadována extrémní axiální tuhost.
Standardní jednoduchá matice může mít specifikovanou axiální vůli, ale to neplatí pro každou jednotlivou konstrukci matice. Některé jednotlivé matice mohou být předepnuty přes velké kuličky, olověné-odsazené drážky nebo jiné uspořádání vnitřních kontaktů. Proto musí být skutečná vůle potvrzena ze specifikace matice spíše než odvozena z počtu matic.
Typické výhody:
- Kratší délka matice a kompaktnější instalace
- Nižší hmotnost a jednodušší montážní konstrukce
- Obecně nižší pořizovací náklady
- Vhodné pro mnoho standardních automatizačních a CNC posuvových aplikací
- K dispozici s vůlí, s nízkou vůlí{0}} nebo s předinstalovanými konfiguracemi v závislosti na provedení
DLY SFU je běžně používaná řada přírubových{0}}typů jednoduchých matic. Jeho vhodnost stále závisí na zvoleném průměru, stoupání, přesnosti výroby a požadované axiální vůli.
Kulový šroub s dvojitou maticí
Kuličkový šroub s dvojitou maticí používá dvě části matice na stejném hřídeli šroubu. Rozpěrka nebo jiná nastavovací struktura vytváří řízené relativní axiální posunutí mezi dvěma maticemi. To umisťuje kontaktní plochy kuliček do opačných směrů a snižuje nebo eliminuje měřitelnou axiální vůli.
Předpětí také zvyšuje axiální tuhost kolem neutrální polohy. To může zlepšit stabilitu pohybu, když osa změní směr nebo zažije střídavé axiální síly. Kompromisy-jsou větší délka matice, vyšší vnitřní zatížení, zvýšený rozběhový moment a náročnější kontrola montáže.
Typické výhody:
- Řízená axiální vůle pomocí dvojitého-předpětí matice
- Vyšší axiální tuhost než u srovnatelného typu-matice s vůlí
- Stabilnější reverzní chování při měnícím se axiálním zatížení
- Vhodné pro strojní osy citlivé na ztrátu pohybu a pružné posunutí
DLY dodává kuličkové šrouby s dvojitou maticí DFU a DFI. DFU používá konfiguraci přírub ve stylu DIN-, zatímco DFI používá vnitřní -oběhovou dvojitou maticovou strukturu s jiným uspořádáním příruby a montáže. Před výměnou jedné série za jinou je třeba zkontrolovat obal matice a montážní výkres.
Single Nut versus Double Nut
| Srovnání | Kulový šroub s jednou maticí | Kulový šroub s dvojitou maticí |
|---|---|---|
| Struktura | Jedno kompaktní tělo matice | Dvě části matice se strukturou-nastavující předpětí |
| Axiální vůle | Závisí na vnitřním provedení a přizpůsobení koule | Normálně řízené předpětím mezi dvěma maticemi |
| Axiální tuhost | Vhodné pro obecný pohyb; k dispozici jsou také předinstalované verze | Obecně vyšší ve srovnání s maticí typu-s vůlí podobné velikosti |
| Reverzní chování | Silně závisí na specifikované axiální vůli | Vhodnější pro časté obracení, když je předpětí správně specifikováno |
| Hnací moment | Obvykle nižší u -nepředinstalovaného návrhu | Obvykle vyšší, protože předpětí zvyšuje vnitřní odpor |
| Tvorba tepla | Obecně nižší, když je aplikováno malé nebo žádné předpětí | Může být vyšší, zejména při vysoké rychlosti nebo nadměrném předpětí |
| Instalační prostor | Kratší a snadněji se vejde do kompaktního zařízení | Vyžaduje větší axiální montážní délku |
| Citlivost montáže | Relativně jednoduché, i když zarovnání zůstává důležité | Větší citlivost na nesprávné zarovnání a chyby nastavení{0}}předběžného načítání |
| Náklady | Obecně nižší | Obecně vyšší díky přídavným komponentům a seřízení |
| Typický výběr | Kompaktní a{0}}univerzální polohovací osy | Osy vyžadující vyšší tuhost a stabilní směrovou reverzaci |
Vůle není přesnost olova
Vůle a přesnost předstihu popisují různé výkonnostní charakteristiky a neměly by se používat zaměnitelně.
- Axiální vůle nebo vůleje relativní axiální pohyb, ke kterému dochází před změnou směru kontaktu po obrácení.
- Přesnost vedenípopisuje, jak blízko skutečný zdvih sleduje jmenovitý zdvih po zadané délce šroubu.
- Opakovatelnostpopisuje, jak konzistentně se osa vrací do stejné zadané polohy.
- Axiální tuhostpopisuje, jak velký elastický posun nastane pod aplikovanou axiální silou.
Dvojitá matice může snížit vůli, ale automaticky nezlepší přesnost výrobního vedení šroubového hřídele. Podobně výběr zemního šroubu C5 sám o sobě nezaručuje nulovou vůli, pokud má sestava matice měřitelnou axiální vůli.
Unese dvojitá matice dvojnásobné zatížení?
Ne nutně. Dvě části matic neznamenají, že se přípustné vnější zatížení automaticky zdvojnásobí. Jmenovité dynamické zatížení a statické zatížení je třeba převzít z údajů pro kompletní montáž matice.
U předepnuté dvojité matice je část kapacity vnitřního kontaktu již využita k udržení předpětí před působením vnějšího pracovního zatížení. Jak vnější zatížení mění směr a velikost, mění se také rozložení zatížení mezi dvě sekce matic.
Dvojitá matice by proto měla být zvolena především pro kontrolu vůle a tuhosti, pokud její publikovaná únosnost výslovně nepotvrdí vyšší povolené zatížení. U zařízení s vysokým-tahem je nutné zkontrolovat průměr, velikost koule, geometrii kontaktu, nosnost a očekávanou životnost.
Vydrží dvojitý ořech déle?
Samotné množství matic neurčuje životnost. Správně řízené předpětí může snížit dopad při couvání a zlepšit stabilitu pohybu, ale předpětí také vytváří vnitřní zátěž -k-oběžné dráze. Pokud je vyšší, než aplikace vyžaduje, zvýší se provozní točivý moment, teplota a valivé -kontaktní napětí.
Životnost kuličkového šroubu závisí na skutečném ekvivalentním axiálním zatížení, předpětí, rychlosti, mazání, ochraně před znečištěním, vyrovnání a pracovním cyklu. Správně zvolená jednoduchá matice může přežít nesprávně nainstalovanou nebo nadměrně předepnutou dvojitou matici.
Kdy zvolit jednu matici
Kulový šroub s jednou maticí je obvykle praktičtější volbou, když:
- Montážní délka a hmotnost stroje musí být minimalizovány
- Aplikace může akceptovat zadanou axiální vůli
- Pohyb je převážně v jednom směru nebo přesnost reverzace není kritická
- Prioritou je nízký hnací moment a nižší tvorba tepla
- Stroj používá pro určování polohy kompenzaci nebo zpětnou vazbu s uzavřenou-smyčkou
- Kontrola nákladů je důležitější než maximální axiální tuhost
Mezi typické příklady patří balicí mechanismy, osy pro manipulaci s materiálem, obecná automatizační zařízení, kompaktní polohovací jednotky a CNC stroje, jejichž požadovanou vůli lze splnit zvolenou specifikací jediné matice.
Kdy zvolit dvojitou matici
Kuličkový šroub s dvojitou maticí je třeba zvážit, když:
- Osa často mění směr
- Axiální ztracený pohyb musí být přísně kontrolován
- Při střídavém zatížení je vyžadována vyšší axiální tuhost
- Řezné nebo procesní síly mění během provozu směr
- Stroj má dostatek axiálního prostoru pro delší montáž matice
- Motor a nosná konstrukce mohou pojmout dodatečný moment předpětí
Kuličkové šrouby s dvojitou maticí se často používají v přesných CNC posuvových osách, brusných zařízeních, kontrolních systémech a automatizačních stupních, kde je stabilita a tuhost obrácení důležitější než minimální velikost nebo náklady.
Chybám při výběru, kterým je třeba se vyhnout
Za předpokladu, že každá matice má vysokou vůli
Jednotlivé matice jsou k dispozici s různým uspořádáním vůle a předpětí. Vždy zkontrolujte skutečnou axiální- specifikaci vůle, místo abyste posuzovali pouze počet matic.
Ve výchozím nastavení se používá maximální předpětí
Více předpětí není vždy lepší. Nadměrné předpětí může zvýšit točivý moment motoru, provozní teplotu a opotřebení, přičemž je sestava citlivější na chyby montáže.
Ignorování instalační délky matice
Dvojitá matice je podstatně delší než srovnatelná jednoduchá matice. Konstrukce stroje musí zajišťovat dostatečný zdvih, délku skříně a přístup pro montáž a mazání.
Použití typu matice k nahrazení výpočtu zatížení
SFU ani DFU by neměly být vybrány pouze z názvu aplikace, jako je „CNC“ nebo „automatizace“. Musí se vypočítat průměr šroubu, stoupání, dynamická únosnost, statická únosnost, kritická rychlost, mez vzpěru a požadovaná životnost.
Jak učinit konečnou volbu
| Priorita aplikace | Počáteční výběr | Před objednávkou potvrďte |
|---|---|---|
| Kompaktní velikost a ekonomický přenos | Jediná matice | Přípustná vůle a jmenovité zatížení |
| Časté polohování vpřed a vzad | Jednoduchá nebo dvojitá matice s nízkou vůlí | Chyba reverzace, předpětí a moment motoru |
| Vyšší axiální tuhost | Předepjatá dvojitá matice | Požadovaná tuhost a provozní teplota |
| Vysokorychlostní{0}}provoz | Závisí na požadovaném předpětí a provedení matice | Omezení rychlosti, tvorba tepla a mazání |
| Vysoké vnější axiální zatížení | Vybírejte podle jmenovitého zatížení, nikoli podle počtu matic | Dynamické zatížení, statické zatížení a vypočtená životnost |
Pokud byla požadovaná řada matic již zúžena na SFU nebo DFU, podívejte se na podrobnější-konkrétní modelSrovnání kuličkového šroubu SFU vs DFU. Strukturu a uspořádání předpětí dvou-matic matic naleznete na stránceDLY dvoumaticová stránka kuličkového šroubu.
Závěr
Kulový šroub s jednou maticí je kompaktní, ekonomický a vhodný pro širokou škálu obecných pohybových systémů. Kuličkový šroub s dvojitou maticí využívá řízené předpětí mezi dvěma sekcemi matice ke snížení axiální vůle a zvýšení tuhosti, díky čemuž je vhodnější pro osy, u kterých dochází k častému obracení nebo změnám axiálních sil.
Dvojitá matice automaticky neznamená dvojnásobnou nosnost, vyšší přesnost vedení nebo delší životnost. Konečná volba by měla být založena na specifikované axiální vůli, tuhosti, hnacím momentu, jmenovité únosnosti, rychlosti, instalačním prostoru a provozních podmínkách celého stroje.
DLY dodává jednoduchou matici a dvojitou maticisestavy kuličkových šroubů, včetně řad SFU, DFU a DFI, s možnostmi C7 válcované a C5 broušené. Obrábění-konců hřídele může být dokončeno podle výkresu zákazníka a odpovídající uspořádání podpůrné-jednotky.
