Система рециркуляции ШВП позволяет стальным шарикам внутри шариковой гайки непрерывно перемещаться по замкнутому контуру. Когда вал винта или гайка вращаются, шарики катятся по нагруженной дорожке качения, покидают зону нагрузки, проходят обратный путь и снова входят в дорожку качения, чтобы начать новый цикл.
Эта непрерывная циркуляция позволяет шариковинтовой паре обеспечивать длинноходовое линейное движение с низким коэффициентом трения. Без возвратного механизма шарики достигли бы конца гайки и больше не могли бы продолжать катиться.
Как работает цикл рециркуляции мяча?
Вал винта и шариковая гайка имеют соответствующие винтовые канавки. Вместе эти канавки образуют дорожку качения, по которой катятся стальные шарики. Когда винт вращается, шарики передают осевую силу между валом винта и гайкой, заставляя гайку двигаться в линейном направлении.
Цикл циркуляции можно разделить на четыре этапа:
- Вход в зону нагрузки:Шарики попадают в пространство между канавкой винта и канавкой гайки.
- Прокат под нагрузкой:Шарики катятся по винтовой дорожке качения и передают усилие между винтом и гайкой.
- Передача в систему возврата:Возвратная трубка, дефлектор или торцевая крышка отводят шарики от нагруженной дорожки качения.
- Возвращение на трассу:Шары возвращаются в начальную точку круга и повторяют тот же процесс.
Шарики циркулируют внутри гайки, а не перемещаются по всей длине вала винта. При этом сама гайка может продолжать двигаться с гораздо более длинным ходом.
Загруженная дорожка и путь возврата мяча
Циркуляционный контур содержит два функционально различных участка: нагруженный канал и обратный путь.
| Раздел | Движение мяча | Основная функция | Состояние нагрузки |
|---|---|---|---|
| Загруженная дорожка | Шарики катятся между канавками винта и гайки. | Передача осевой силы и создание линейного движения | Шарики несут рабочую нагрузку |
| Обратный путь | Шары проходят через трубку, дефлектор или внутренний канал. | Верните шары в начало схемы. | Обычно внешняя рабочая нагрузка незначительна или отсутствует. |
Хотя возвратные шарики обычно не передают основную осевую нагрузку, геометрия пути возврата остается важной. Внезапное изменение направления, плохая центровка или неподходящий радиус перехода могут вызвать удары, вибрацию и шум при входе и выходе шариков из системы возврата.
Каковы основные типы систем рециркуляции шариков?
В гайках с шариковыми винтами обычно используются внешние возвратные трубки, внутренние дефлекторы или системы возврата с торцевой крышкой. Каждая конструкция создает замкнутый путь циркуляции, но маршрут перемещения шара и размеры гайки различны.
1. Внешняя возвратная трубка
Во внешней системе возврата используется изогнутая трубка, установленная снаружи шариковой гайки. После выполнения нескольких поворотов нагруженной дорожки шарики подхватываются на одном конце контура, направляются через трубку и возвращаются в стартовую канавку.
Эта конструкция имеет четкий маршрут циркуляции и широко используется в обычных шариковых гайках. Однако внешняя трубка увеличивает общий размер гайки и ее необходимо защищать от ударов во время транспортировки, установки и эксплуатации.
2. Внутренняя система дефлекторов
В системе внутренней рециркуляции используются дефлекторы, установленные внутри гайки. Дефлектор поднимает каждый шарик над гребнем резьбы винта и направляет его обратно в соседнюю канавку, совершая относительно короткое замыкание.
Отсутствие внешней трубки делает гайку более компактной. Эта конструкция обычно используется в миниатюрных или ограниченных по пространству ШВП. Например, ДЛИМиниатюрный шариковый винт SFKиспользует внутреннюю структуру рециркуляции для компактной автоматизации и механизмов точного позиционирования.
3. Система возврата торцевой крышки
В конструкции с торцевой крышкой шарики покидают нагруженную дорожку качения через проход в одной торцевой крышке, проходят через обратный канал внутри корпуса гайки и снова входят в дорожку качения через противоположную торцевую крышку.
Эта конструкция позволяет использовать более длинные возвратные цепи и часто используется для шарико-винтовых пар с большим шагом или высокоскоростных передач. Переход между нагруженной дорожкой качения и возвратным каналом должен быть спроектирован тщательно, поскольку шарики быстро меняют направление во время циркуляции.
| Тип возврата | Структура | Типичное преимущество | Важное соображение |
|---|---|---|---|
| Внешняя трубка | Возвратная трубка снаружи гайки | Установленный и четко определенный обратный маршрут | Увеличенный установочный конверт |
| Внутренний дефлектор | Короткая внутренняя цепь кроссовера | Компактные размеры гайки | Обычно лучше подходит для определенных диапазонов отведений |
| Торцевая крышка | Торцевые заглушки, соединенные внутренним каналом | Подходит для конструкций с большим шагом и быстрой подачей. | Геометрия перехода влияет на удар и шум |
Как система рециркуляции влияет на производительность шарико-винтовой передачи?
Возвратный механизм не определяет напрямую полный класс точности ШВП. Точность шага в первую очередь зависит от геометрии дорожки качения винта и качества изготовления. Однако система рециркуляции сильно влияет на плавность хода, рабочий шум, тепловыделение и стабильную работу на более высоких скоростях.
Плавность движения
Шары должны входить и покидать обратный путь без резких помех. Плохо согласованные переходы могут создавать периодическое сопротивление, которое может ощущаться как вибрация или колебание крутящего момента во время вращения.
Шум и вибрация
Контакт шариков с шариками, скорость циркуляции и удары на обратном входе – все это способствует повышению рабочего шума. При более высоких скоростях вращения более плавный путь возврата становится все более важным, поскольку каждый шарик проходит через переход чаще.
Максимальная рабочая скорость
Высокоскоростная работа зависит не только от конструкции возврата. Диаметр винта, диаметр циркуляции, скорость вращения, шаг, смазка, критическая скорость и точность монтажа должны оцениваться вместе. Для быстрых осей автоматизации специально разработанныйвысокоскоростной шариковый винтможет обеспечить более подходящий путь циркуляции, чем гайка общего назначения.
Распределение нагрузки и срок службы
Гайка может содержать один или несколько независимых шариковых контуров. Количество эффективных шариков, несущих нагрузку, геометрия дорожек качения, предварительный натяг и расположение контуров — все это влияет на жесткость и грузоподъемность. Увеличение количества схем не делает автоматически каждую шарико-винтовую передачу лучше; Правильная конфигурация зависит от доступной длины гайки, направления нагрузки, требуемой жесткости и рабочей скорости.
Что вызывает проблемы с рециркуляцией мяча?
Когда шарико-винтовая передача становится шумной, неровной или с трудом вращается, может быть задействована возвратная система, но ее не следует диагностировать изолированно. Проблемы с установкой и смазкой могут вызывать аналогичные симптомы.
| Наблюдаемый симптом | Возможная причина | Рекомендуемая проверка |
|---|---|---|
| Периодические щелчки | Поврежденный возвратный компонент или загрязнение. | Осмотрите возвратную трубку, дефлектор, торцевую крышку и уплотнения. |
| Неравномерный крутящий момент | Несоосность, неправильный предварительный натяг или повреждение дорожки качения. | Проверьте выравнивание опоры и сравните крутящий момент на полном ходу. |
| Повышенный шум на высокой скорости | Слишком высокая скорость, неподходящая смазка или нестабильная циркуляция. | Проверьте ограничения скорости, смазку и рабочую температуру. |
| Гайка вдруг заклинивает | Инородный материал, смещенные шарики или повреждение возвратной части. | Немедленно прекратите работу и осмотрите узел. |
Шариковую гайку нельзя снимать с вала винта без подходящей передаточной втулки. Если гайку снять непосредственно с винта, шарики могут покинуть свои контуры или сместиться. Их повторная установка без подтверждения правильного количества шариков, схемы и предварительного натяга может привести к заклиниванию или преждевременному выходу из строя.
Как выбрать правильную конструкцию рециркуляции?
Тип рециркуляции следует выбирать как часть полной спецификации ШВП. Перед выбором конструкции убедитесь в следующих условиях эксплуатации:
- Доступный диаметр гайки и место для установки
- Требуемый диаметр и ход винта
- Максимальная вращательная и линейная скорость
- Осевая нагрузка и требуемая жесткость
- Точность позиционирования и приемлемый люфт
- Рабочий цикл, частота ускорения и замедления
- Ограничения по шуму
- Пыль, охлаждающая жидкость, температура и условия смазки
Компактная внутренняя система возврата может подойти, когда пространство для установки ограничено. Система с торцевой крышкой может быть более подходящей для оси с большим шагом и быстрой подачей, в то время как внешняя возвратная трубка остается практичной для многих традиционных промышленных шарико-винтовых пар.
DLY поставляет рулонные и шлифованные материалышарико-винтовые сборкис различными конструкциями гаек, комбинациями диаметра и шага и классами точности. Обработка по длине и торцам может быть согласована с опорными конструкциями BK/BF, FK/FF или EK/EF в соответствии с чертежом и конструкцией станка заказчика.
Часто задаваемые вопросы
Шарики перемещаются по всему валу винта?
Нет. Шарики циркулируют по замкнутым контурам внутри гайки шарика. Гайка перемещается вдоль вала винта, в то время как отдельные шарики неоднократно проходят через нагруженную дорожку качения и обратный путь.
Нагружаются ли шарики при прохождении обратного канала?
Основная осевая нагрузка передается, когда шарики находятся между дорожками качения винта и гайки. Шарики в обратном канале обычно несут небольшую внешнюю рабочую нагрузку или вообще не несут ее.
Какая система рециркуляции лучше всего подходит для высокоскоростного движения?
Не существует единого дизайна, который лучше всего подходил бы для каждой оси. При выборе высокоскоростного механизма необходимо учитывать геометрию обратного пути, диаметр циркуляции шарика, ход винта, скорость вращения, смазку, критическую скорость и метод монтажа.
Можно ли отремонтировать поврежденную систему возврата мячей?
Некоторые внешние возвратные компоненты можно заменить, но гайку следует осмотреть профессионально. Повреждение возвратного узла может сопровождаться смещением шариков, неправильным преднатягом или повреждением дорожки качения. Простая замена видимого компонента может не восстановить надежную работу.
Свяжитесь с ДЛИ
Нужна помощь в выборе гайки ШВП, типа циркуляции, класса точности или устройства обработки концов? Отправьте нам свой чертеж, необходимую нагрузку, ход, скорость и установочные размеры.
Номер телефона/WeChat: 16605788856 | WhatsApp: +8616605788856
Электронная почта:dlyexport2@dlybearing.com| Веб-сайт:www.deliyalinearmotion.com
