كيفية مطابقة الكرة اللولبية والدليل الخطي لمحور واحد: التحميل والسرعة والدقة والحجم

A الكرة اللولبيةودليل خطيأداء وظائف مختلفة على نفس محور الحركة. يشرح هذا الدليل كيفية تحديد حجمها ومطابقتها من حيث التحميل والسرعة والدقة والسكتة الدماغية والصلابة وظروف التثبيت بدلاً من الاعتماد على أزواج ذات حجم ثابت.

1. ما الذي يحمله اللولب الكروي، وما الذي تحمله الموجهات الخطية؟

يعمل اللولب الكروي والموجهات الخطية معًا، لكنهما لا يحملان نفس الأحمال.

الالكرة اللولبية تنقل في المقام الأول الدفع المحوري. اعتمادًا على الماكينة، قد يشمل ذلك قوة التسارع، وقوة المعالجة، ومقاومة الاحتكاك، وعلى المحور الرأسي، وزن المجموعة المتحركة.

التدعم الأدلة الخطية الهيكل المتحرك وتقيده. إنها تحمل قوى رأسية وجانبية وتقاوم لحظات التأرجح والتثاؤب والتدحرج الناتجة عن الحمل والقوى الخارجية وإزاحة مركز -الجاذبية-.

لهذا السبب، لا ينبغي التعامل مع الكرة اللولبية باعتبارها العنصر التوجيهي الشعاعي الرئيسي للمحور. يجب أن تتحكم الأدلة في مسار الحركة، بينما يوفر المسمار القوة الدافعة بشكل أساسي.

2. مدخلات التطبيق مطلوبة قبل تغيير الحجم

قبل اختيار أي مكون، قم بجمع ظروف التشغيل للمحور الكامل.

تتحرك الكتلة

قم بتضمين كل مكون يتحرك مع الحامل، مثل الطاولة والتركيبات وقطعة العمل والمغزل والأدوات وأي معدات مثبتة على المجموعة المتحركة.

القوى الخارجية

تحديد قوى القطع أو الضغط أو التثبيت أو غيرها من قوى المعالجة. إن الاتجاه والنقطة التي تعمل فيها القوة مهمان لأنهما يحددان كلاً من دفع الكرة اللولبية وأحمال عزم التوجيه الخطي.

اتجاه التركيب

تحديد ما إذا كان المحور أفقيًا أم رأسيًا أم مائلًا. على المحور الأفقي، يتم دعم الجاذبية بشكل أساسي بواسطة الأدلة. على المحور الرأسي، تصبح الجاذبية أيضًا حملًا محوريًا مستمرًا على اللولب الكروي ونظام القيادة.

السكتة الدماغية وطول التثبيت

السفر الفعال ليس هو نفس طول المسمار الإجمالي. هناك حاجة أيضًا إلى مساحة للصمولة الكروية، ووحدات الدعم، والتصنيع النهائي للعمود-، وهيكل الماكينة.

السرعة والتسارع

التسارع يخلق قوة القصور الذاتي وفقا لما يلي:

F = m × a

يمكن للمحور الثقيل أن يولد قوة دفع كبيرة حتى عند السرعة المعتدلة إذا كان التسارع مرتفعًا.

متطلبات الدقة

تحديد دقة تحديد المواقع، والتكرار، ورد الفعل العكسي المسموح به أو الخلوص المحوري والصلابة المطلوبة. يجب أن تأتي درجة دقة المسمار من متطلبات تحديد الموقع الفعلية للماكينة بدلاً من مجرد اختيار أعلى درجة متاحة.

دورة العمل

ساعات التشغيل، الدورات في الساعة، مسافة السفر لكل دورة وتغير الحمل كلها تؤثر على عمر الخدمة المطلوب لكل من اللولب الكروي والموجهات الخطية.

3. قم بتغيير حجم الأدلة الخطية من القوى والعزوم وتباعد الكتل

لا ينبغي أن يعتمد حجم الدليل الخطي على الوزن الإجمالي للماكينة فقط.

على سبيل المثال، تنتج مجموعة متحركة كتلتها 500 كجم قوة جاذبية تساوي تقريبًا:

500 × 9.81 = 4,905 N

إذا كان المحور يستخدم قضيبين وأربع كتل، فإن تقسيم 4905 نيوتن بالتساوي بين أربع كتل يعطي قيمة ثابتة مثالية فقط. غالبًا ما تحتوي الآلات الحقيقية على مركز ثقل متوازن أو قوى خارجية تخلق اللحظات.

لذلك يجب أن يأخذ اختيار الدليل بعين الاعتبار ما يلي:

• المسافة بين السكك الحديدية-إلى-السكك الحديدية؛
• حظر-ل-حظر التباعد؛
• مركز-ارتفاع الجاذبية;
• موقف الحمل الطولي والجانبي.
• اتجاه القوة الخارجية
• لحظات الرمي والتثاؤب والتدحرج.

تعمل زيادة التباعد بين القضبان بشكل عام على تحسين مقاومة لحظات التدحرج، في حين أن زيادة التباعد الطولي بين الكتل يمكن أن يحسن مقاومة لحظات التأرجح والانحراف.

بعد حساب توزيع الحمل، تحقق من تصنيف الحمل الديناميكي الخاص بالشركة المصنعة، وتقييم الحمل الثابت، واللحظات المسموح بها، وعمر الخدمة المطلوب.

4. قم بقياس حجم الكرة اللولبية من قوة الدفع والحياة والالتواء والسرعة الحرجة

الدفع المحوري المطلوب

بالنسبة للمحور الأفقي، يمكن تقدير دفع المسمار المطلوب من قوة التسارع وقوة العملية الخارجية والمقاومة الميكانيكية.

F_{المجموع} = F_تسريع + F_عملية + F_مقاومة

بالنسبة للمحور العمودي، يجب أيضًا تضمين الجاذبية. تخلق كتلة متحركة رأسيًا كتلتها 500 كجم وحدها ما يقرب من 4905 نيوتن من حمل الجاذبية قبل إضافة قوى التسارع والعملية.

الحياة الكرة اللولبية

يعتمد عمر الكرة اللولبية على العلاقة بين تصنيف الحمل الديناميكي للمسمار وحمل التشغيل المحوري المكافئ. ينبغي النظر في طيف الحمل الفعلي بدلاً من استخدام القوة القصوى فقط.

التواء

يجب فحص البراغي الكروية الطويلة المعرضة لحمل الضغط للتأكد من عدم وجود التواء. تشمل العوامل المهمة قطر الجذر اللولبي، والطول غير المدعوم، وترتيب الدعم، وقوة الضغط.

السرعة الحرجة

يجب أيضًا أن تظل البراغي الدوارة الطويلة أقل من سرعتها الحرجة المسموح بها. يعتمد عدد الدورات في الدقيقة اللولبي المطلوب على السرعة الخطية والرصاص اللولبي.

يمكن أن يؤدي وجود سلك أكبر إلى تقليل سرعة دوران المسمار لنفس سرعة السير الخطية، ولكنه يغير أيضًا عزم دوران المحرك والميزة الميكانيكية ودقة تحديد المواقع. لذلك ينبغي اختيار القطر والرصاص معًا.

5. مطابقة الدقة والتحميل المسبق والصلابة

لا تحدد سعة التحميل وحدها ما إذا كان المسمار والأدلة متطابقين بشكل صحيح. يجب أن يوفر المحور الكامل أيضًا الدقة والصلابة المطلوبة.

دقة الكرة اللولبية

حدد درجة دقة اللولب الكروي وفقًا لحركة المحور، وتحمل تحديد الموقع، واستراتيجية التحكم، وميزانية خطأ الماكينة الإجمالية.

التحميل المسبق

يمكن أن يؤدي التحميل المسبق للكرة اللولبية إلى تقليل الخلوص المحوري وزيادة الصلابة، بينما يمكن أن يؤدي التحميل المسبق للدليل إلى تقليل الإزاحة تحت الأحمال المتغيرة. ومع ذلك، فإن التحميل المسبق المفرط يزيد من الاحتكاك وتوليد الحرارة والحساسية لأخطاء التثبيت.

الهدف ليس تحديد الحد الأقصى للتحميل المسبق أو الدقة القصوى في كل مكان. يجب اختيار المسمار والأدلة ومحامل الدعم والوصلات وأسطح التثبيت وإطار الماكينة كنظام ميكانيكي واحد.

6. تحقق من محاذاة دليل المسمار وهندسة التثبيت

حتى المكونات ذات الحجم الصحيح يمكن أن تؤدي أداءً سيئًا إذا تم تركيب البراغي والأدلة مع محاذاة غير صحيحة بشكل مفرط.

تشمل عوامل التثبيت المهمة ما يلي:

• تركيب السكك الحديدية-استقامة السطح؛
• التوازي بين القضبان التوجيهية.
• محاذاة الكرة اللولبية.
• دعم -محاذاة المحمل؛
• دقة تركيب صامولة الكرة؛
• صلابة النقل المتحرك.

يمكن أن يؤدي سوء المحاذاة إلى زيادة عزم دوران المحرك والحرارة والتآكل مع تقليل عمر الخدمة وأداء تحديد الموقع. تفرض الأنظمة المحملة مسبقًا بشكل عام متطلبات أعلى على دقة التثبيت.

7. مثال عملي: محور أتمتة أفقي 500 كجم

النظر في محور الأتمتة الأفقي الأولي مع المتطلبات التالية:

الخطوة 1: حساب قوة القصور الذاتي

بتسارع قدره 1.0 م/ث²:

F = 500 × 1.0 = 500 N

هذه ليست سوى قوة التسارع. لا يزال يتعين إضافة قوة العملية والمقاومة الميكانيكية.

الخطوة 2: حساب تحميل الدليل

يدعم نظام التوجيه حوالي 4,905 نيوتن من الوزن الثابت. ومع ذلك، لا يمكن تأكيد أحمال الكتل الفردية إلا بعد معرفة تباعد السكة وتباعد الكتل ومركز -موضع الثقل-.

الخطوة 3: حدد ترتيب الدليل

احسب القوى والعزوم المؤثرة على كل كتلة باستخدام الهندسة الفعلية للآلة، ثم حدد سلسلة دليل وتكوين الكتلة التي توفر سعة التحميل المطلوبة وسعة العزم والصلابة والعمر.

الخطوة 4: حدد الكرة اللولبية

حدد الدفع المحوري المطلوب ثم تحقق من قطر المسمار والرصاص وسعة التحميل الديناميكية والعمر المتوقع والسرعة الحرجة والالتواء حيثما أمكن ذلك.

لا يحدد هذا المثال عمدًا حجم المسمار أو الدليل الثابت لأن الشكل الهندسي وبيانات قوة العملية -المفقودة يمكن أن تغير التحديد النهائي بشكل جوهري.

8. أخطاء المطابقة الشائعة

استخدام المسمار الثابت-لتوجيه جدول المقاسات-.

لا توجد علاقة عالمية -إلى-واحدة بين قطر اللولب الكروي وحجم الدليل الخطي.

اختيار الأدلة فقط من وزن الماكينة

قد يؤدي إزاحة مركز-الثقل- واللحظات الخارجية إلى إنشاء أحمال أعلى بكثير على الكتل الفردية مما يقترحه حساب الوزن البسيط.

اختيار الكرة اللولبية فقط من سعة الحمولة

يمكن أن يتمتع المسمار بسعة تحميل محورية كافية ولكنه لا يزال يفشل في تلبية متطلبات -السرعة أو الانبعاج أو السلك أو التثبيت-الحرجة للتطبيق.

تجاهل التسارع

يمكن أن يؤدي التسريع إلى إنشاء قوة دفع وأحمال لحظية كبيرة، خاصة على محاور الدورة الثقيلة والعالية.

استخدام الكرة اللولبية كدليل

يجب أن تتحكم الأدلة الخطية في مسار الحركة. يجب أن ينقل اللولب الكروي بشكل أساسي قوة الدفع المحورية.

تحديد التحميل المسبق المفرط

المزيد من التحميل المسبق ليس دائمًا أفضل. يؤدي التحميل المسبق المفرط إلى زيادة الاحتكاك والحرارة والحساسية لأخطاء التركيب.

9. قائمة مراجعة RFQ لنظام اللولب الكروي الكامل ونظام التوجيه الخطي

للحصول على اختيار أولي للكرة اللولبية والدليل الخطي، يرجى تقديم ما يلي:

• تحريك الكتلة وقوة العملية الخارجية
• تركيب أفقي أو رأسي أو مائل
• السكتة الدماغية الفعالة
• السرعة القصوى والتسارع
• دقة تحديد المواقع والتكرار
• ساعات العمل اليومية وتكرار الدورة
• طول التثبيت اللولبي الكروي المتاح
• عدد القضبان والكتل
• تباعد السكك الحديدية وتباعد الكتلة
• مركز-موضع الجاذبية-، إذا كان متاحًا
• بيئة العمل
• النموذج الأولي وكمية الإنتاج

يعد الرسم الآلي أو تخطيط المحور البسيط مفيدًا بشكل خاص عندما يتم إزاحة الحمل من الخط المركزي للدليل.

خاتمة

لا تعد مطابقة اللولب الكروي والدليل الخطي مسألة مزاوجة بين حجمين من الكتالوج.

يجب اختيار الموجهات الخطية حسب القوى والعزوم وتوزيع الأحمال والهندسة والعمر المطلوب. يجب اختيار اللولب الكروي وفقًا لمتطلبات الدفع المحوري، وعمر الخدمة، والقطر، والرصاص، والسرعة الحرجة، والالتواء وتحديد الموقع.

يجب بعد ذلك فحص التركيبة النهائية كنظام كامل للتأكد من الصلابة والدقة والمحاذاة وظروف التثبيت.

← الرجوع إلى مدونة DLY