上银滚珠丝杆如何选择
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滚珠丝杠的选型一.已知条件:UPH、工作台质量m1、行程长度ls、最高速度Vmax、加减速时间t1和t3、定位精度+-0.3mm/1000mm、往复运动周期、游隙0.15mm二.选择项目:丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达三.计算:1.精度和类型。
(游隙、轴向间隙)0.15mm,选择游隙在0.15以下的丝杠,查表选择直径32mm以下的丝杠。
32mm游隙为0.14mm。
为了满足+-0.3mm/1000mm则,+-0.3mm/1000=x/300 则x=+-0.09mm. 必須選擇±0.090mm / 300mm 以上的導程精度。
参照丝杠精度等级,选择C7级丝杠。
丝杠类型:根据机构确定丝杠类型是:轧制或研磨、定位或传动2.导程。
(以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程)导程和马达的最高转速Ph>=60*1000*v/(N/A) 1.Ph: 丝杆导程mm 2.V:预定的最高进给速度m/s3.N:马达使用转速rpm4.A:减速比3.直径。
(负载确定直径)动载荷、静载荷;计算推力,一般只看动载荷轴向负荷的计算:u摩擦系数;a=Vmax/t 加速度;t加减速时间;水平时:加速时承受最大轴向载荷,减速时承受最小载荷;垂直时:上升时承受最大轴向载荷,下降时承受最小载荷;1.加速时(上升)N:Fmax=u*m*g+f-m*a2.减速时(下降)N:Fmin=u*m*g+f-m*a3.匀速时 N:F匀 =u*m*g+fu 因螺桿軸直徑越細,螺桿軸的容許軸向負荷越小4.长度。
(总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量)。
如果增加了防护,比如护套,需要把护套的伸缩比值(一般是1:8,即护套的最大伸长量除以8)考虑进去。
5.支撑方式。
固定-固定固定-支撑支撑-支撑固定-自由6.螺母的选择:7.许用转速计算:螺桿軸直徑20mm 、導程Ph=20mm 最高速度Vmax = 1m/s则:最高轉速 Nmax=Vmax * 60 * /Ph 许用转速(临界转速) N1=r * (d1/)*r安装方式决定的系数;d1=丝杠轴沟槽谷径;l=安装间距所以有:最高转速 < 许用转速8.刚度的选择 9.选择马达*验证:刚度验证、精度等级的验证、寿命选择、驱动转矩的选择*滚珠丝杠副预紧:1.方式:双螺母垫片预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母增大滚珠直径预紧;2.目的:消除滚珠丝杠副的轴向间隙、增大滚珠丝杠副的刚性、*DN值: D:滚珠丝杠副的公称直径,也为滚珠中心处的直径(mm); N:滚珠丝杠副的极限转速(rpm)*导程精度、定位精度、重复定位精度导程精度:1.有效行程Lu内的平均行程偏差e(um),ep=2*(Lu/300)* V300<=C ;2.任意300mm行程内行程变动量V300(um),V300<=定位精度:1). 导程精度 2).轴向间隙 3)传动系统的轴向刚性 4)热变形 5)丝杠的运动姿势重复定位精度:预紧到负间隙的丝杠,重复定位精度趋于零;《L》。
1、公称直径即丝杠的外径,常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120,不过请注意,这些规格中,各厂家一般只备16~50的货,也就是说,其他直径大部分都是期货(见单生产,货期大约在30~60天之间,日系产品大约是2~2.5个月,欧美产品大约是3~4个月)。
公称直径和负载基本成正比,直径越大的负载越大,具体数值可以查阅厂家产品样本。
这里只说明两个概念:动额定负荷与静额定负荷,前者指运动状态下的额定轴向负载,后者是指静止状态下的额定轴向负载。
设计时参考前者即可。
需要注意的是,额定负荷并非最大负荷,实际负荷与额定负荷的比值越小,丝杠的理论寿命越高。
推荐:直径尽量选16~63。
2、导程也称螺距,即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离,常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40,中小导程现货产品一般只有5、10,大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040(4位数前两位指直径,后两位指导程),其他规格多数厂家见单生产。
导程与直线速度有关,在输入转速一定的情况下,导程越大速度越快。
推荐:导程尽量选5和10。
3、长度长度有两个概念,一个是全长,另一个是螺纹长度。
有些厂家只计算全长,但有些厂家需要提供螺纹长度。
螺纹长度中也有两个部分,一个是螺纹全长,一个是有效行程。
前者是指螺纹部分的总长度,后者是指螺母直线移动的理论最大长度,螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量(如果需要安装防护罩,还要考虑防护罩压缩后的长度,一般按防护罩最大长度的1/8计算)。
在设计绘图时,丝杠的全长大致可以按照一下参数累加:丝杠全长=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度(轴承宽度+锁紧螺母宽度+裕量)+动力输入连接长度(如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量)。
特别需要注意的是,如果你的长度超长(大于3米)或长径比很大(大于70),最好事先咨询厂家销售人员可否生产,总体的情况是,国内厂家常规品最大长度3米,特殊品16米,国外厂家常规品6米,特殊品22米。
HIWIN上银导轨选用准则:
1.使用条件设定
应用之设备,行程,内部空进之限制,运行速度、加速度,精度之要求,使用频率,刚性之要求,使用环境,负荷方式,要求寿命年限
2.上银导轨各系列的应用
HG系列:磨床、铣床、车床、钻床、综合加工机、放电加工机、搪床、线切割机、精密量测仪器、木工机器、搬运机器、运送装置。
EG系列:产业自动化机器、半导体机械、雷射雕刻机、包装机器。
MGN/MGW系列:印表机、机器手臂、电子仪器设备、半导体设备。
3.上银导轨选用精度等级
C,H,P,SP,UP等级视设备精度要求而定
4.假定滑块尺寸及数目
依经验选用负荷状态若与滚珠螺杆配合使用,则使用的HIWIN直线导轨规格与螺杆外径相似,如螺杆外径为35mm则选用HG35规格
5.计算滑块最大负荷
参照负荷计算例计算单个滑块最大等效负荷确认选用的上银导轨静安全系数应超过静安全系数使用表所列之值
6.选择预压力
依刚性要求及安装面精度选用
7.确认刚性
参照刚性表计算变形量提高预压力,加大选用尺寸或滑块数以提高刚性
8.计算使用寿命
依使用速度、频率计算寿命距离要求依寿命公式计算选定上银直线导轨之寿命距离
9.润滑选用
润滑剂选用,依设备需求可选择润滑脂、润滑油或特殊润滑剂润滑定期注入润滑脂或自动供油
凡一传动。
滚珠丝杠的选型方法1.滚珠丝杠的螺距精度<使用条件>丝杆轴径螺距行程定位精度<选择>螺纹部分长度=行程+螺帽长度+余量余量为超程允许量,一般设定为螺距的1.5~2倍根据螺纹部分长度求出对应的代表移动量误差±e P2.滚珠丝杠的轴向间隙<使用条件>丝杠轴径螺距容许背隙量<选择>相应精度等级3.容许轴向负载容许轴向负载是指相对于可能使丝杠轴发生屈曲的负载,确保其安全性的负载。
施加于丝杠轴的最大轴向负载需小于容许轴向负载。
可用下式计算也可以通过容许轴向负载线图确认。
容许轴向负载(P)式中P:容许轴向负载(N):负载作用点间距(mm)E:杨氏模量()I:丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩(mm4)d:丝杠轴螺纹内径(mm)α:安全系数=0.5必须根据所要求的安全状况进一步提高安全系数4.容许转速滚珠丝杠的转速取决于必要的进给速度和滚珠丝杠的螺距,且需小于容许转速。
需从转轴的危险速度和螺母内部循环滚珠的极限转速DmN值这两个方面对容许转速进行探讨。
危险速度滚珠丝杠的容许转速小于与丝杠轴固有振动一致的危险速度的80%。
可以通过下式计算或容许转速线图简单确认容许转速(min-1)式中:支撑间距(mm)fa:安全系数=0.8E:杨氏模量I:丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩(mm4)d:丝杠轴螺纹内径(mm):比重()A:丝杠轴螺纹内径截面积(mm2)DmN值螺帽内部的钢珠公转速度变大时,产生的冲击力会损伤循环部。
该极限值即为DmN值。
精密滚珠丝杠压轧滚珠丝杠式中Dm:丝杠轴外径(mm)+A值-15.寿命指滚珠滚动面或任一滚珠因交变应力而产生疲劳,直至开始产生剥落现象时的总旋转次数、时间、距离。
滚珠丝杠的寿命可以通过基本动额定负载进行计算,计算公式如下:寿命时间(Lh)小时式中:寿命时间(小时)C:基本动额定负载(N):轴向平均负载(N):平均转速(min-1):运行系数无冲击的静态运行1.0~1.2正常运行1.2~1.5伴随有冲击的运动1.5~2.0基本动额定负载:C指一组相同的滚珠丝杠运转时,其中90%未发生剥落,旋转寿命达到100万次时的轴向负载。
滚珠丝杠螺母型式和预压方式-台湾上银(hiwin)HIWIN-标准滚珠丝杠螺杆:HIWIN建议您在设计时,采用标准常用规格的滚珠螺杆,然而搞到成货微笑滚珠螺杆或其他特殊规格的滚珠螺杆,皆可依您需求来提供。
HIWIN-滚珠丝杠螺帽型式:(1)螺帽循环设计的种类HIWIN滚珠螺杆基本上有三种循环设计。
第一种称为外玄幻滚珠螺杆其为螺杆、螺帽、钢珠、弯管及固定块组合而成。
而钢珠介于螺杆与螺帽之中,钢珠的循环乃经由弯管的连接,使其得以在螺帽上回流;而弯管则装置在螺帽外部此种型能成为外循环滚珠螺杆。
第二种成为内循环滚珠螺杆为螺杆、螺帽、钢珠及会流体所组成。
钢珠采用单圈循环。
以回流体跨越连接两相邻珠槽,连接构成一个单一对闭回流路径;由于回流盖组装在螺帽内部,所以称之为内循环滚珠螺杆。
第三种成为端盖式滚珠螺杆,其基本回流系统的设计与外循环滚珠螺杆类似,而主要的差别在于螺帽上加工一贯穿孔作为钢珠回流。
此一设计使得钢珠得以行径整个螺帽的前后二端。
由于在所有钢珠上都布满有效钢珠因此在相同的动负荷下,螺帽长度较传统设计为短。
HIWIN-滚珠丝杠预压方式:预压的目的在于消除轴向背隙且降低因轴向力造成的弹性位移,亦可改善滚珠螺杆刚性(避免失步)。
因滚珠螺杆承受轴向负荷,针对有预压牙型的设计以哥德式为佳。
此牙型具有独特的钢珠与珠槽接触方式能消除任何可能的轴向背隙并能增加刚性。
有预压哥德式牙型负荷方式。
独特之哥德式牙型珠槽能产生大约45°的钢珠接触角。
由外部驱动力及内部预压力产生轴向力FA能产生两种背隙,一种是钢珠与珠槽间制造余隙所产生的正向背隙SA。
另一种是由于垂直于接触点的正向里FN所产生的弹性变形。
由制造余隙所产生背隙能由内部预压力P消除,此种预压力可既有双螺帽、偏移皆具的单螺帽或以钢珠大小调整预压的单螺帽产生。
弹性变形是由内部预压力和外部负荷产生进而造成失步效应。
(1)双螺帽预压方式此预压盖由双螺帽间之与鸦片产生,“拉伸预压”是由过大的预压片有效的挤压分开螺帽。
滚珠丝杠的选型2009-11-15 13:26有很多网友来信询问滚珠丝杠的选型、使用和安装方法及维护需要注意些什么问题,一一回信实在是没时间,在此对那些没有收到回信的朋友表示歉意。
在这里简单介绍一下,算是扫盲贴,只求准确,不求精确,若有谬误,敬请指证: 选型选型::滚珠丝杠的选型过程中对滚珠丝杠本身需要注意的主要参数如下---- 1------公称直径公称直径公称直径。
即丝杠的外径,常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120,不过请注意,这些规格中,各厂家一般只备16~50的货,也就是说,其他直径大部分都是期货(见单生产,货期大约在30~60天之间,日系产品大约是2~2.5个月,欧美产品大约是3~4个月)。
公称直径和负载基本成正比,直径越大的负载越大,具体数值可以查阅厂家产品样本。
这里只说明两个概念:动额定负荷与静额定负荷,前者指运动状态下的额定轴向负载,后者是指静止状态下的额定轴向负载。
设计时参考前者即可。
需要注意的是,额定负荷并非最大负荷,实际负荷与额定负荷的比值越小,丝杠的理论寿命越高。
推荐推荐推荐::直径尽量选16~6316~63。
2------导程导程导程。
也称螺距,即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离,常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40,中小导程现货产品一般只有5、10,大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040(4位数前两位指直径,后两位指导程),其他规格多数厂家见单生产。
导程与直线速度有关,在输入转速一定的情况下,导程越大速度越快。
推荐推荐推荐::导程尽量选5和1010。
3------长度长度长度。
长度有两个概念,一个是全长,另一个是螺纹长度。
有些厂家只计算全长,但有些厂家需要提供螺纹长度。
螺纹长度中也有两个部分,一个是螺纹全长,一个是有效行程。
前者是指螺纹部分的总长度,后者是指螺母直线移动的理论最大长度,螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量(如果需要安装防护罩,还要考虑防护罩压缩后的长度,一般按防护罩最大长度的1/8计算)。