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產(chǎn)品選型

滾珠絲杠規(guī)格型號選型步驟

理論上應(yīng)該先選絲杠再選電機(jī),既然電機(jī)已經(jīng)選完,那就大致按以下步驟選擇絲杠:
  1、以負(fù)載確定直徑。電機(jī)性能參數(shù)中有輸出扭矩,如果還帶減速器也要算進(jìn)去(考慮效率),計(jì)算一下實(shí)際工況中需要多大推力,滾珠絲杠樣本(跟廠家要)有負(fù)載參數(shù)(即推力參數(shù),一般標(biāo)示為動負(fù)荷和靜負(fù)荷,看前者即可),選擇滾珠絲杠的公稱直徑。
  2、以直線速度和旋轉(zhuǎn)速度確定滾珠絲杠導(dǎo)程。電機(jī)確定了就知道輸出轉(zhuǎn)速,考慮一下你需  要的最大直線速度,把電機(jī)轉(zhuǎn)速(如果帶減速器再除以減速比)乘以絲杠導(dǎo)程的值就是直線速度,該值大于需要值即可。
  3、以實(shí)際需要確定確定滾珠絲杠長度(總長=工作行程+螺母長度+安全余量+安裝長度+連接長度+余量。如果增加了防護(hù),比如護(hù)套,需要把護(hù)套的伸縮比值(一般是1:8,即護(hù)套的最大伸長量除以8)考慮進(jìn)去。
  4、以實(shí)際需要確定滾珠絲杠精度。一般機(jī)械選C7以下即可,數(shù)控機(jī)床類選C5的比較多(對應(yīng)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)一般是P5~P4和P4~P3級,具體參看樣本)。
  5、以安裝條件和尺寸結(jié)構(gòu)等確定滾珠絲杠螺母形式(螺母有很多結(jié)構(gòu),不同的螺母結(jié)構(gòu)尺寸略有不同,視情況選擇,建議不要選太特殊的,萬一出點(diǎn)毛病維修換件無門)。
  6、詢問所選產(chǎn)品廠家的價(jià)格、付款條件和交貨時(shí)間。這一點(diǎn)設(shè)計(jì)人員不要以為就是采購的事,事實(shí)上很多廠家(進(jìn)口國產(chǎn)一個(gè)樣)的產(chǎn)品樣本上有的型號它根本就不生產(chǎn)或者不接小額訂單,印上去大概是為了顯示我是大廠,無所不能造。別等你選完了出完圖了其他件按這個(gè)型號開始做配件了去購買的時(shí)候人家告訴你這個(gè)型號交貨期需要3、4個(gè)月就完蛋了。
  7、選擇確定安裝方式(端部)。這個(gè)安裝件可以自己設(shè)計(jì),也可以買現(xiàn)成的,有標(biāo)準(zhǔn)安裝座可選。自己設(shè)計(jì)注意受力狀態(tài),軸承最好選擇7000或3000系列的,因?yàn)榻z杠工作時(shí)主要受軸向力,徑向受力要盡力避免。
  8、考慮導(dǎo)向件和安裝能力。推薦和滾珠絲杠配套的導(dǎo)向件選擇滾珠直線導(dǎo)軌,當(dāng)然直線軸和直線軸承的搭配是相對經(jīng)濟(jì)的選擇。
  9、根據(jù)以上已確定條件繪出滾珠絲杠圖紙(主要是端部安裝尺寸,這個(gè)要詳細(xì),要提供形位尺寸和公差)。
  DN值:D,滾珠絲杠副的公稱直徑,也為滾珠中心處的直徑(mm);N,滾珠絲杠副的極限轉(zhuǎn)速(rpm)
  DN值得限制不是直徑越小則轉(zhuǎn)速越高,因?yàn)槭紫却_定的進(jìn)給速度,當(dāng)通過進(jìn)給速度計(jì)算的絲杠轉(zhuǎn)速太高可通過增加導(dǎo)程以降低轉(zhuǎn)速,來滿足DN值要求。
  滾珠絲杠規(guī)格型號選型
  1、確定定位精度;
  2、通過馬達(dá)及對速度的要求來確定絲杠導(dǎo)程;
  3、查看螺母尺寸確定行程及相關(guān)絲杠軸端數(shù)據(jù);
  4、通過負(fù)載及速度分布(加減速)來確定平均軸向力和轉(zhuǎn)速;
  5、通過平均軸向力確定預(yù)壓力;
  6、預(yù)期壽命,軸向負(fù)荷,轉(zhuǎn)速確定動額定負(fù)荷;
  7、基本動額定負(fù)荷,導(dǎo)程,臨界轉(zhuǎn)速,DmN值限制確定絲杠外徑及螺母形式;
  8、外徑,螺母,預(yù)壓,負(fù)荷確定剛性(機(jī)臺設(shè)計(jì));
  9、環(huán)境溫度,螺母總長確定熱變及累積導(dǎo)程;
  10、絲杠剛性,熱變位確定預(yù)拉力;
  11、機(jī)床最高速度,溫升時(shí)間,絲杠規(guī)格確定馬達(dá)驅(qū)動扭矩及規(guī)格。
  
滾珠絲杠副速選的基本原則
  種類的選擇:目前滾珠絲杠副的性價(jià)比已經(jīng)相當(dāng)高,無特別大的載荷要求時(shí),都選擇滾珠絲杠副,它具有價(jià)格相對便宜,效率高,精度可選范圍廣、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。在精度要求不是太高時(shí),通常選擇冷軋滾珠絲杠副,以便降低成本;在精度要求高或載荷超過冷軋絲杠最大規(guī)格額定載荷時(shí)需選擇磨制或旋銑滾珠絲杠副。不管何類滾珠絲杠副,螺母的尺寸盡量在系列規(guī)格中選擇,以降低成本縮短貨期。
  精度級別的選擇:滾珠絲杠副在用于純傳動時(shí),通常選用“T”類(即機(jī)械手冊中提到的傳動類),其精度級別一般可選“T5”級(周期偏差在1絲以下),“T7”級或“T10”級,其總長范圍內(nèi)偏差一般無要求(可不考慮加工時(shí)溫差等對行程精度的影響,便于加工)。因而,價(jià)格較低(建議選“T7”,且上述3種級別的價(jià)格差不大);在用于精密定位傳動(有行程上的定位要求)時(shí),則要選擇“P”類(即機(jī)械手冊中提到的定位類),精度級別要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”級(精度依次降低),其中“P1”、“P2”級價(jià)格很貴,一般用于非常精密的工作母機(jī)或要求很高的場合,多數(shù)情況下開環(huán)使用(非母機(jī)),而“P3”、“P4”級在高精度機(jī)床中用得最多、最廣,需要很高精度時(shí)一般加裝光柵,需要較高精度時(shí)開環(huán)使用也很好,“P5”則使用大多數(shù)數(shù)控機(jī)床及其改造,如數(shù)控車,數(shù)控銑、鏜,數(shù)控磨以及各種配合數(shù)控裝置的傳動機(jī)構(gòu),需要時(shí)也可加裝光柵(因“5”級的“任意300mm行程的偏差為0.023”,且曲線平滑,在很多實(shí)際案例中,配合光柵效果非常好)。
   規(guī)格的選擇:首先當(dāng)然是要選有足夠載荷(動載和靜載)的規(guī)格。根據(jù)使用狀態(tài),選擇符合條件的規(guī)格。同時(shí)(重點(diǎn)),如果選用的是磨制或旋銑滾珠絲杠副(冷軋的不需要考慮長徑比),要估算長徑比(絲杠總長除以螺紋公稱直徑的比值),但因長度在設(shè)計(jì)時(shí)已確定,在規(guī)格的確定上需要調(diào)整,原則上使其長徑比小于50,(理論上長徑比越小越好,對“P”類絲杠而言,長徑比越小越利于加工和保證各項(xiàng)形位公差,故單位價(jià)格越便宜)。所以“規(guī)格越小不等于越便宜”。
   預(yù)緊方式的選擇:對于純傳動的情況,一般要求傳動靈活,允許有一定返向間隙(不大,一般為幾絲),多選用單螺母,它價(jià)格相對便宜、傳動更靈活;對于不允許有返向間隙的精密傳動的情況,則需選擇雙螺母預(yù)緊,它能調(diào)整預(yù)緊力的大小,保持性好,并能夠重復(fù)調(diào)整;另外,在行程空間受限制的情況下,也可選用變位導(dǎo)程預(yù)緊(俗稱錯距預(yù)緊),該方式預(yù)緊力較小,且難以重復(fù)調(diào)整,一般不選。
  導(dǎo)程的選擇:選擇導(dǎo)程跟所需要的運(yùn)動速度、系統(tǒng)等有關(guān),通常在:4、5、6、8、10、12、20中選擇,規(guī)格較大,導(dǎo)程一般也可選擇較大(主要考慮承載牙厚)。在速度滿足的情況下,一般選擇較小導(dǎo)程(利于提高控制精度);對于要求高速度的場合,導(dǎo)程可以超過20,對磨制絲杠而言導(dǎo)程一般可做到約等于公稱直徑(受磨削螺旋升角限制),如32(32*32)、40(40*40)等,當(dāng)然也可以更大(非磨削,但極少考慮)。導(dǎo)程越大,同條件下旋轉(zhuǎn)分力越大,周期誤差被放大,速度越快。故一般速度很高的場合要求的是靈活,而放棄部分精度訴求,對間隙要求意義變?。▽?dǎo)程精度偏差增大),因此,大導(dǎo)程絲杠一般都是單螺母。
  完整的滾珠絲杠副設(shè)計(jì)選型,除了要考慮傳動行程(間接影響其他性能參數(shù))、導(dǎo)程(結(jié)合設(shè)計(jì)速度和馬達(dá)轉(zhuǎn)速選取)、使用狀態(tài)(影響受力情況),額定載荷(尤其是動載荷將影響壽命)、部件剛度(影響定位精度和重復(fù)定位精度)、安裝形式(力系組成和力學(xué)模型)、載荷脈動情況(與靜載荷一同考慮決定安全性),形狀特性(影響工藝性和安裝)等因素外,還需要對所選的規(guī)格的重復(fù)定位精度、定位精度、壓桿穩(wěn)定性、極限轉(zhuǎn)速、峰值靜載荷以及循環(huán)系統(tǒng)極限速率(Dn值)等進(jìn)行校核,進(jìn)行修正選擇后才能得到完全適用的規(guī)格,進(jìn)而確定馬達(dá)、軸承等關(guān)聯(lián)件的特征參數(shù)。

發(fā)布時(shí)間:2012-07-18 09:16:57
 
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