เรียนรู้เกี่ยวกับความรู้เกี่ยวกับบอลสกรู

บอลสกรูเรียกอีกอย่างว่าบอลสกรู วันนี้ เริ่มจากลักษณะ องค์ประกอบ และการจำแนกประเภทของบอลสกรู วิธีการติดตั้งหลายวิธี และพารามิเตอร์หลัก เรามาพูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับบอลสกรูกัน

เกี่ยวกับการแนะนำบอลสกรู เนื้อหาของ Baidu Encyclopedia มีคำอธิบายดังต่อไปนี้:

บอลสกรูเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง หรือการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน

บอลสกรูเป็นองค์ประกอบการส่งที่ใช้บ่อยที่สุดในเครื่องจักรเครื่องมือและเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ หน้าที่หลักของมันคือการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แนวเส้น หรือเปลี่ยนแรงบิดเป็นแรงซ้ำในแนวแกน อีกทั้งยังมีความเที่ยงตรงสูง พลิกกลับได้ และมีความเที่ยงตรงสูง คุณสมบัติของประสิทธิภาพ เนื่องจากความต้านทานแรงเสียดทานเพียงเล็กน้อย บอลสกรูจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อุตสาหกรรมและเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรงต่างๆ

พูดง่ายๆ บอลสกรูเป็นกลไกที่สามารถแปลงจากการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงหรือจากการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน แต่โดยทั่วไปแล้วการใช้งานของมันจะแปลงจากการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง

คุณสมบัติของบอลสกรู

รูปภาพ
1. การสูญเสียแรงเสียดทานเล็กน้อยและประสิทธิภาพการส่งผ่านสูง

เนื่องจากมีลูกบอลจำนวนมากกลิ้งไปมาระหว่างเพลาสกรูและน็อตสกรูของบอลสกรูคู่ จึงทำให้ได้ประสิทธิภาพการเคลื่อนที่ที่สูงขึ้น เมื่อเทียบกับคู่สกรูเลื่อนรุ่นก่อนหน้า แรงบิดในการขับเคลื่อนน้อยกว่า 1/3 นั่นคือกำลังที่ต้องใช้เพื่อให้ได้ผลการเคลื่อนที่แบบเดียวกันคือ 1/3 ของการใช้สกรูคู่แบบเลื่อน มีประโยชน์มากในการประหยัดพลังงาน

2. ความแม่นยำสูง

โดยทั่วไปแล้วบอลสกรูคู่จะถูกผลิตอย่างต่อเนื่องด้วยเครื่องจักรและอุปกรณ์ระดับสูงสุดของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมโรงงานที่มีกระบวนการเจียร การประกอบ และการตรวจสอบ มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นอย่างเข้มงวด เนื่องจากระบบการจัดการคุณภาพที่สมบูรณ์แบบ จึงรับประกันความถูกต้องได้อย่างเต็มที่

3. การป้อนความเร็วสูงและการป้อนขนาดเล็กเป็นไปได้

เนื่องจากคู่บอลสกรูใช้ลูกบอลในการเคลื่อนที่ แรงบิดเริ่มต้นจึงน้อยมาก และจะไม่มีปรากฏการณ์การคลานเช่นการเคลื่อนที่แบบเลื่อน ซึ่งสามารถรับประกันการป้อนไมโครได้อย่างแม่นยำ

4. ความแข็งตามแนวแกนสูง

สามารถโหลดบอลสกรูคู่ล่วงหน้าได้ เนื่องจากพรีโหลดสามารถทำให้ระยะห่างตามแนวแกนถึงค่าลบ และทำให้มีความแข็งแกร่งสูงขึ้น (พรีโหลดจะถูกเพิ่มเข้าไปในบอลในบอลสกรู และเมื่อใช้งานจริงในอุปกรณ์เชิงกล ฯลฯ เนื่องจากแรงผลักของลูกสามารถเพิ่มความแข็งแกร่งของส่วนแม่ได้)

5. ไม่สามารถล็อคตัวเองได้ด้วยการย้อนกลับของเกียร์

องค์ประกอบและการจำแนกประเภทของบอลสกรู

รูปภาพ
บอลสกรูประกอบด้วยสกรู น็อต ลูกเหล็ก ตัวโหลดล่วงหน้า ตัวย้อนกลับ และตัวเก็บฝุ่น หน้าที่ของมันคือการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง ซึ่งเป็นส่วนต่อขยายและการพัฒนาเพิ่มเติมของแอคมีสกรู ความสำคัญของการพัฒนานี้คือการเปลี่ยนตลับลูกปืนจากการเคลื่อนที่แบบเลื่อนเป็นการเคลื่อนที่แบบกลิ้ง เนื่องจากความต้านทานแรงเสียดทานเพียงเล็กน้อย บอลสกรูจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อุตสาหกรรมและเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรงต่างๆ

รูปภาพ

บอลสกรูมีหลายประเภท ต่อไปนี้เราจะแสดงรายการประเภทที่พบได้ทั่วไป

1. บอลสกรูแบบหล่อลื่นตัวเอง: บอลสกรูแบบหล่อลื่นตัวเองพร้อมอุปกรณ์ขจัดคราบไขมันแบบถอดได้ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบท่อและอุปกรณ์หล่อลื่น ซึ่งช่วยลดต้นทุนการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันและการบำบัดน้ำมันเสีย

2. บอลสกรูแบบเงียบ: หลักการของมันคือการตั้งวงแหวนสเปเซอร์บอลชนิดร่องพิเศษระหว่างบอล ซึ่งสามารถระงับเสียงรบกวนที่เกิดจากการชนกันระหว่างบอลกับบอล เพื่อให้บอลสกรูมีเสถียรภาพมากขึ้นเมื่ออยู่ ย้าย เงียบและราบรื่น

3. บอลสกรูความเร็วสูง: มีลักษณะของการเร่งความเร็วสูง, ความแข็งแกร่งสูง, การป้อนความเร็วสูง, การสั่นสะเทือนต่ำและเสียงรบกวนต่ำ มันถูกนำไปใช้ในด้านป้อนอย่างรวดเร็วของเครื่องมือกล ศูนย์ตัดความเร็วสูงสำหรับเครื่องมือขัด และศูนย์ตัดโหลดตามยาวความเร็วสูง

4. บอลสกรูสำหรับงานหนัก: สามารถทนต่อโหลดตามแนวแกนขนาดใหญ่ได้ เหมาะสำหรับเครื่องจักรออกแบบที่ใช้ไฟฟ้าทั้งหมด เครื่องอัดอากาศ อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และอุปกรณ์การผลิตแบบตีขึ้นรูป เป็นต้น

นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างระหว่างแท่งสกรูเกรดกลิ้งและเกรดเจียร ความแม่นยำของแท่งสกรูหมุนค่อนข้างต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องการความแม่นยำไม่สูงมากนัก ในขณะที่สามารถเห็นแท่งสกรูเกรดเจียรได้จากชื่อ และความแม่นยำค่อนข้างสูง สูงเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง

ตามโหมดการหมุนเวียนของลูกบอลในน็อต สามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทการหมุนเวียนภายนอก การไหลเวียนภายใน และประเภทฝาท้าย ให้ฉันพูดถึงประเภทฝาท้ายก่อน นี่เป็นโครงสร้างที่ค่อนข้างเร็ว แต่มีข้อบกพร่องที่ชัดเจน ตอนนี้มันถูกกำจัดโดยพื้นฐานแล้วและมันก็ไม่ค่อยได้ใช้ ดังนั้นฉันจะพูดถึงมันที่นี่

อย่าพูดถึงโครงสร้างเฉพาะของถั่วหมุนเวียนภายในและภายนอก ท้ายที่สุด เราไม่จำเป็นต้องมีเหล็กลวด เราเพียงแค่ต้องรู้ความแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้และข้อดีและข้อเสียตามลำดับ

รูปภาพ

วิธีการติดตั้งบอลสกรูหลายวิธี

รูปภาพ
รูปภาพ

วิธีการติดตั้งทั่วไปมีสี่วิธีข้างต้น คุณสามารถเลือกวิธีการติดตั้งของแกนสกรูตามสภาพการทำงานของคุณเอง และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกันจะมีปลายของสกรูที่แตกต่างกัน

พารามิเตอร์หลักของบอลสกรู

รูปภาพ
เมื่อพูดถึงการเลือกบอลสกรู เราต้องพูดถึงพารามิเตอร์ทั่วไปก่อน จากนั้นจึงเริ่มด้วยพารามิเตอร์เหล่านี้เพื่อกำหนดรุ่นของมัน

1. เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด

นั่นคือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสกรู ข้อกำหนดทั่วไปคือ 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 120 แต่โปรดทราบว่าในข้อกำหนดเหล่านี้ ผู้ผลิตแต่ละรายโดยทั่วไปเท่านั้น เตรียม 16 ~ 50 กล่าวคือเส้นผ่านศูนย์กลางอื่น ๆ ส่วนใหญ่เป็นฟิวเจอร์ส (ดูคำสั่งการผลิตเวลาการส่งมอบประมาณ 30 ~ 60 วันผลิตภัณฑ์ญี่ปุ่นประมาณ 2 ~ 2.5 เดือนและผลิตภัณฑ์ยุโรปและอเมริกาประมาณ 3~4 เดือน).

เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อยนั้นแปรผันตามน้ำหนักบรรทุก ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นเท่าใด ภาระก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สำหรับค่าเฉพาะ โปรดดูที่แคตตาล็อกผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิต มีการอธิบายแนวคิดเพียงสองแนวคิดเท่านั้น: โหลดแบบไดนามิกและโหลดแบบคงที่ แบบแรกหมายถึงโหลดตามแนวแกนที่กำหนดในการเคลื่อนที่ และแบบหลังหมายถึงโหลดตามแนวแกนที่กำหนดในสถานะคงที่ การออกแบบสามารถอ้างถึงอดีต ควรสังเกตว่าโหลดพิกัดไม่ใช่โหลดสูงสุด ยิ่งอัตราส่วนของโหลดจริงต่อโหลดพิกัดยิ่งน้อย อายุการใช้งานตามทฤษฎีของสกรูก็จะยิ่งสูงขึ้น คำแนะนำ: พยายามเลือกเส้นผ่านศูนย์กลาง 16~63

2. ตะกั่ว

ตะกั่วหมายถึงระยะทางที่น็อตเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเมื่อสกรูหมุนหนึ่งรอบ ลีดทั่วไปคือ (หน่วย: มม.): 2, 4, 5, 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40 พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับลีดคือความเร็วการเคลื่อนที่ของน็อตและบอลสกรูสามารถให้ตรงได้ แทงเส้น

ยิ่งลีดมีขนาดใหญ่เท่าใด ความเร็วในการเคลื่อนที่เชิงเส้นก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น ความสัมพันธ์ในการคำนวณเฉพาะคือ: v=ri ในหมู่พวกเขา v—— ความเร็วในการเคลื่อนที่ของน็อต (หน่วย: mm/s); r——ความเร็วในการหมุนของแกนสกรู (หน่วย: r/s); ผม——ตะกั่ว (หน่วย: มม.)

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงขับของลีดและสกรู: F=(2πTn)/i ในหมู่พวกเขา F—สกรูแทง (หน่วย: N); T—แรงบิดที่มอเตอร์ให้มา (หน่วย N m); n—ประสิทธิภาพการส่งผ่าน (ประสิทธิภาพการส่งผ่านของบอลสกรูโดยทั่วไปคือ 85 เปอร์เซ็นต์ ~ 95 เปอร์เซ็นต์ ); ผม— - ตะกั่ว (หน่วยคือ m)

3. ความยาว

มีสองแนวคิดเกี่ยวกับความยาว หนึ่งคือความยาวโดยรวม และอีกอันหนึ่งคือความยาวเกลียว ผู้ผลิตบางรายคำนวณเฉพาะความยาวโดยรวม แต่ผู้ผลิตบางรายจำเป็นต้องระบุความยาวเกลียว ความยาวของเกลียวยังมีอีกสองส่วน ส่วนหนึ่งคือความยาวทั้งหมดของเกลียว และอีกส่วนคือระยะชักที่มีประสิทธิภาพ แบบแรกหมายถึงความยาวทั้งหมดของส่วนที่เป็นเกลียว และแบบหลังหมายถึงความยาวสูงสุดตามทฤษฎีของน็อตที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ความยาวของเกลียว=ระยะชักจริง บวกความยาวน็อต บวกระยะขอบการออกแบบ (หากจำเป็นต้องติดตั้งฝาครอบป้องกัน ควรพิจารณาความยาวที่บีบอัดของฝาครอบป้องกันด้วย โดยทั่วไปจะคำนวณตาม 1/8 ของความยาวสูงสุดของ ฝาครอบป้องกัน)

เมื่อออกแบบภาพวาด ความยาวโดยรวมของสกรูสามารถสะสมอย่างคร่าว ๆ ตามพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความยาวโดยรวมของสกรู=ระยะชักที่มีประสิทธิภาพ บวกความยาวน็อต บวกระยะขอบการออกแบบ บวกความยาวส่วนรองรับที่ปลายทั้งสอง (ความกว้างของตลับลูกปืน บวกน็อตล็อค ความกว้างบวกระยะขอบ) บวกกำลัง ป้อนความยาวการเชื่อมต่อ (ประมาณครึ่งหนึ่งของความยาวข้อต่อบวกค่าเผื่อหากใช้ข้อต่อ) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากความยาวของคุณยาวมาก (มากกว่า 3 เมตร) หรืออัตราส่วนกว้างยาว (มากกว่า 70) ควรปรึกษาพนักงานขายของผู้ผลิตล่วงหน้าว่าจะสามารถผลิตได้หรือไม่ สถานการณ์ทั่วไปคือความยาวสูงสุดของผลิตภัณฑ์ทั่วไปของผู้ผลิตในประเทศคือ 3 เมตร เมตร, 16 เมตรสำหรับผลิตภัณฑ์พิเศษ, 6 เมตรสำหรับผลิตภัณฑ์ปกติของผู้ผลิตต่างประเทศ และ 22 เมตรสำหรับผลิตภัณฑ์พิเศษ แน่นอนว่าไม่ได้หมายความว่าผู้ผลิตในประเทศไม่สามารถผลิตสินค้าที่ยาวขึ้นได้ แต่ราคาของผลิตภัณฑ์ที่ปรับแต่งเองนั้นสูงมาก คำแนะนำ พยายามเลือกความยาวน้อยกว่า 6 เมตร ถ้าเกินจะใช้แร็คแอนด์พีเนียนคุ้มกว่า

4. แบบน๊อต

มีถั่วหลายประเภทในตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตหลายราย และตัวอักษรสองสามตัวแรกในรุ่นทั่วไปจะระบุประเภทถั่ว ตามรูปแบบหน้าแปลน มีหน้าแปลนกลม หน้าแปลนเดี่ยว หน้าแปลนคู่ และไม่มีหน้าแปลน ตามความยาวของน็อต มีน็อตเดี่ยวและน็อตคู่ (โปรดทราบว่าไม่มีความแตกต่างในการรับน้ำหนักและความแข็งแกร่งระหว่างน็อตเดี่ยวและน็อตคู่ อย่าฟังคำพูดของพนักงานขายของผู้ผลิต ความแตกต่างหลัก ระหว่างถั่วเดี่ยวและถั่วคู่คือสามารถปรับแบบหลังได้ แบบแรกทำไม่ได้ ราคาและความยาวของแบบหลังจะสูงกว่าแบบแรกประมาณสองเท่า) เมื่อขนาดการติดตั้งและประสิทธิภาพอนุญาต ผู้ออกแบบควรพยายามเลือกรูปแบบทั่วไปเมื่อเลือก เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเวลาการส่งมอบชิ้นส่วนอะไหล่ระหว่างการบำรุงรักษา คำแนะนำ: เลือกน็อตคู่สำหรับการทำงานบ่อยครั้งและการบำรุงรักษาที่แม่นยำสูง และเลือกน็อตคู่และเดี่ยวสำหรับโอกาสอื่นๆ คำแนะนำ: พยายามเลือกน็อตตัวเดียวของหน้าแปลนตัดแต่งสองชั้นแบบหมุนเวียนภายในเป็นแบบน็อต

5. ความแม่นยำ

บอลสกรู ตามการจัดประเภทในประเทศ เกรดความแม่นยำคือ P1, P2, P3, P4, P5, P7, P10 ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ และไต้หวันของจีนใช้เกรด JIS คือ C{{ 14}}, C1, C2, C3, C5, C7 , C10; มาตรฐานของประเทศในยุโรปใช้ IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT7, IT10

โดยทั่วไป บริษัทของเราจะซื้อบอลสกรูจากไต้หวันซึ่งค่อนข้างคุ้มทุน รองลงมาคือของญี่ปุ่น

วิธีแสดงความแม่นยำคือ: ไม่ว่าบอลสกรูของคุณจะยาวแค่ไหน ให้ใช้ส่วนใดก็ได้ 300 มม. และข้อผิดพลาดนั้นอยู่ภายในความแม่นยำที่แสดงโดยเกรด ความแม่นยำที่แสดงโดยแต่ละเกรดมีดังนี้

รูปภาพ

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องจักรทั่วไปใช้เกรด C7 และ C10 โดยทั่วไปอุปกรณ์ CNC ใช้เกรด C5 และ C3 (มี C5 มากกว่า และเครื่องมือเครื่องจักร CNC ในประเทศส่วนใหญ่เป็นเกรด C5) อุปกรณ์การผลิตการบิน การฉายภาพที่มีความแม่นยำ และอุปกรณ์การวัดสามพิกัดโดยทั่วไปจะนำมาใช้ ความแม่นยำ C3, C2

นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้ว เกรด C7 และ C10 ผลิตโดยการรีด และเกรด C5 ขึ้นไปผลิตโดยการเจียร

สรุปแล้ว เกรดความแม่นยำของบอลสกรูที่ใช้กันทั่วไปในการออกแบบที่ไม่ได้มาตรฐานคือ C7 (ผลิตโดยวิธีการรีดหรือบางคนเรียกว่าการเปลี่ยนรูป) ในขณะที่เกรดความแม่นยำของบอลสกรูมีความต้องการสูงกว่า C5 (ผลิตโดยวิธีบด) ก็เพียงพอแล้วเช่นกัน แน่นอนเรายังต้องบอกว่าเราต้องวิเคราะห์ประเด็นเฉพาะในรายละเอียด

6. พรีโหลดเกรด

เรียกอีกอย่างว่าพรีโหลด เกี่ยวกับพรีโหลด เราไม่จำเป็นต้องรู้แรงพรีโหลดและวิธีการพรีโหลดที่เฉพาะเจาะจง เราต้องเลือกเกรดพรีโหลดตามตัวอย่างผู้ผลิตเท่านั้น ยิ่งระดับพรีโหลดสูง ความพอดีระหว่างน็อตกับสกรูก็จะยิ่งแน่นขึ้น ตรงกันข้ามยิ่งระดับต่ำก็ยิ่งหลวม

หลักการที่ต้องปฏิบัติตาม ได้แก่ เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ น็อตคู่ ความเที่ยงตรงสูง และแรงบิดในการขับเคลื่อนสูง เมื่อเกิดสภาวะข้างต้นในการใช้แกนสกรู สามารถเลือกระดับพรีโหลดให้สูงขึ้นได้ มิฉะนั้น สามารถเลือกระดับพรีโหลดให้ต่ำลงได้

การเลือก

รูปภาพ
หลังจากทำความเข้าใจพารามิเตอร์หลักของแท่งสกรูข้างต้นแล้ว เราสามารถเลือกประเภทตามความต้องการของเราเองได้

ขั้นตอนที่ 1: ตามสถานการณ์การใช้งานของสกรูเกลียวต่างๆ ที่กล่าวถึงใน "การจำแนกประเภทบอลสกรู" ด้านบน ให้กำหนดประเภทของสกรูเกลียวที่เหมาะสมกับสภาพการทำงานของคุณเอง ในขณะเดียวกัน คุณยังสามารถกำหนดระดับความแม่นยำของสกรูสกรู (โดยทั่วไปคือ C7) และเกรดพรีโหลดได้

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาของบอลสกรูตามขนาดของโหลด

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดลีดตามความเร็วในการเคลื่อนที่ที่โหลดต้องการ หลังจากกำหนดตะกั่วแล้วให้กำหนดแรงบิดที่มอเตอร์ขับเคลื่อนให้ตามความสัมพันธ์ระหว่างแรงขับและตะกั่ว

รายละเอียดมีดังนี้: วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นและลงในแนวตั้ง น้ำหนัก 60 กิโลกรัม และความเร็วในการเคลื่อนที่ที่ต้องการคือ 1 เมตร/วินาที

1) หากคุณเลือกเซอร์โวมอเตอร์เป็นไดรฟ์ ความเร็วที่กำหนดคือ 3000r/min=50r/s ตามสูตร: v=ri กำหนดลีดเป็น 20

2) จากนั้นคำนวณขนาดของโหลด: สมมติว่าเวลาเร่งความเร็วและลดความเร็วของเซอร์โวมอเตอร์ตั้งค่าเป็น 0.3 วินาที ดังนั้นความเร่งคือ 3.3 เมตร/วินาที² และโหลด F=600 บวก 60*33=798N (ไม่รวมแรงเสียดทาน)

3) ตามสูตร: F=(2πTn)/i ใช้ 90 เปอร์เซ็นต์ของ n คำนวณ T≈2.82N·m และแรงบิดพิกัดของเซอร์โวมอเตอร์ 1kW คือ 3.18N·m ซึ่ง เป็นไปตามข้อกำหนด

ด้านบนโมเดลของบอลสกรูถูกกำหนดโดยพื้นฐานแล้ว สุดท้าย ตามจังหวะที่คุณต้องใช้และวิธีการติดตั้งของสกรูที่กล่าวถึงข้างต้น คุณสามารถกำหนดความยาวของสกรูได้