כיצד לבחור את הסוגים הנכונים של ברגי כדור

מאמר זה מסביר את העיקרסוגי ברגים כדורייםלפי שיטת ייצור, דרגת דיוק, שיטת מחזור הכדור, מבנה האגוזים וגודל העופרת. זה גם נותן הפניות בחירה מעשיות ליישומים תעשייתיים שונים.

מה בעצם עושה בורג כדור - ומדוע בחירת סוג חשובה

בורג כדורי ממיר תנועה סיבובית לתנועה ליניארית באמצעות כדורים חוזרים המתגלגלים בין פיר הברגה לאום. מכיוון שהכדורים מתגלגלים במקום מחליקים, בורג כדורי משיג יעילות הרבה יותר גבוהה (בדרך כלל 90% ומעלה) בהשוואה לבורג עופרת מסורתי, והוא עושה זאת עם רמת חזרה הרבה יותר גבוהה.

עם זאת, לא כל הברגים הכדוריים בנויים באותו אופן. בורג C7 מגולגל עם אום בודד והובלת 20 מ"מ מתנהג בצורה שונה מאוד מבורג C5 גרוס עם אום כפול ומוביל 5 מ"מ - גם אם לשניהם קוטר נומינלי זהה. בחירה בשילוב השגוי עשויה להיות פירושו לשלם יותר מהנדרש, או בחירת בורג שלא עומד בדרישות הדיוק או החיים.

הסעיפים שלהלן מכסים כל מימד בתורו.

1. שיטת ייצור: מגולגל לעומת קרקע

שיטת הייצור היא אחת הדרכים החשובות ביותר לסווג ברגים כדוריים. זה משפיע ישירות על דיוק, עלות, זמן ייצור, איכות פני השטח וטווח יישום מתאים.

בורג כדור מגולגל

בורג כדור מגולגל מיוצר בתהליך גלגול. חריץ ההברגה נוצר על ידי גלגול מתלים, מה שהופך את הייצור ליעיל וחסכוני-. ברגי כדור מגולגל נמצאים בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים כלליים מכיוון שהם מציעים ביצועי תנועה יציבים עם מחיר חסכוני יותר.

ברגים כדוריים מגולגלים מתאימים לציוד אוטומציה, מכונות אריזה, מכונות לעיבוד עץ, נתבי CNC, מדפסות תלת מימד ומערכות העברה או מיצוב כלליות שבהן לא נדרש דיוק עופרת גבוה במיוחד.

עבור מוצרי DLY, הם בדרך כלל ברגי כדור מגולגל קר-דרגת דיוק C7. הם נבחרים לעתים קרובות כאשר המכונה זקוקה לתנועה אמינה, דיוק סביר, אספקה ​​קצרה יותר ובקרת עלויות טובה יותר.

בורג כדור הארץ

בורג כדור טחון מיוצר על ידי שחיקה מדויקת. תהליך זה מספק דיוק עופרת טוב יותר, משטח חלק יותר של מסלול מירוצים וביצועי תנועה יציבים יותר עבור יישומים-בדיוק גבוה.

ברגים כדוריים גרוקים נמצאים בשימוש נפוץ במכונות CNC מדויקות, מכונות השחזה, ציוד בדיקה, מכשירי מדידה, ציוד מוליכים למחצה ומערכות מיקום-בדיוק גבוה.

עבור מוצרי DLY, ברגים כדור הארץ הם בדרך כללדרגת דיוק C5. הם נבחרים כאשר נדרשים דיוק מיקום גבוה יותר ובקרת שגיאות מוביל טובה יותר.

כיצד להחליט: אם היישום שלך דורש יכולת חזרה מיקומית טובה מ-±0.05 מ"מ, הקרקע היא דרישת קו הבסיס. עבור אוטומציה כללית שבה סובלנות המיקום היא ±0.1 מ"מ או יותר, ברגים מגולגלים מציעים תמורה טובה מבלי לוותר על האמינות. הימנע מציון- יתר: בורג הארקה C3 הפועל בסביבה מזוהמת או משומנת גרוע, לא יצליח להתעלות על בורג מגולגל C7 המתוחזק כהלכה.

2. לפי דיוק ציון

דרגת דיוק של בורג כדור קשורה בעיקר לדיוק העופרת ולביצועי המיקום. דרגות דיוק גבוהות יותר משמשות כאשר המכונה דורשת בקרת מיקום הדוקה יותר, יכולת חזרה טובה יותר ושגיאת מוביל קטנה יותר.

דרגות דיוק נפוצות של בורג כדור כוללות C0, C1, C2, C3, C5, C7 ו-C10. באופן כללי, ככל שמספר הציון קטן יותר, דרישת הדיוק גבוהה יותר ועלות הייצור גבוהה יותר.

עם זאת, דיוק גבוה יותר לא תמיד נחוץ. דרגת הדיוק צריכה להתאים למבנה המכונה, דיוק המסלול, תמיכת המיסבים, משטח ההתקנה, מערכת הבקרה, העומס וסביבת העבודה.

3. שיטת מחזור כדורים: איך הכדורים חוזרים

בתוך אום בורג כדורי, הכדורים נעים לאורך החוט ויש להחזירם ברציפות לתחילת המעגל כדי לאפשר תנועה בלתי פוסקת. לשיטת החזרת הכדורים יש השפעה משמעותית על יכולת המהירות של הבורג, רמת הרעש, מעטפת ההתקנה והתאמתו לתנאי עומס שונים.

מחזור צינור חיצוני

כדורים יוצאים מהאום דרך מסיט, עוברים דרך צינור החזרה חיצוני המותקן בצד החיצוני של גוף האום, ו-נכנסים שוב למעגל בקצה השני. זהו עיצוב חזק,-מוכח היטב, פשוט לייצור ושירות.

עיצובי צינורות חיצוניים מתמודדים היטב עם עומסים כבדים מכיוון שגיאומטריית נתיב ההחזרה מאפשרת גדלי כדור גדולים יותר ומעגלים מרובים. הם נמצאים בשימוש נרחב בצירי CNC-כבדים, מכונות כרסום ומכבשים תעשייתיים.

החיסרון הוא שצינור ההחזרה החיצוני מוסיף לקוטר החיצוני של האום. בעיצובי מכונות קומפקטיות, זה יכול ליצור בעיות שחרור.

מחזור פנימי

בעיצובי מחזור פנימי, הכדורים מוחזרים דרך מעברים המעובדים במכונה לתוך גוף האגוז עצמו, באמצעות מסיטים המפנים את הכדורים מקצה מעגל אחד לתחילת המעגל הבא מבלי לעזוב את מעטפת האגוז.

עיצוב זה מביא לאום קומפקטי יותר עם קוטר חיצוני קטן יותר, שימושי כאשר שטח ההתקנה צר. הנתיב הפנימי גם נוטה לייצר פעולת רעש חלקה יותר-נמוכה יותר במהירויות מתונות.

זרימה פנימית משמשת בדרך כלל במכונות חריטה, מערכות מיקום רפואיות ומודולי אוטומציה קומפקטיים.

End Cap Return (נקרא גם Deflector-סוג או{1}}מהירות גבוהה)

עיצובי קצה קצה משתמשים במכסי קצה מעוצבים במדויק בכל קצה של האום כדי לנתב מחדש את הכדורים. גיאומטריה זו מאפשרת לכדורים לנוע במהירויות גבוהות יותר עם רעש ורעידות מופחתים, והיא בדרך כלל משיגה ערכי Dm·N גבוהים יותר (מדד משולב של קוטר ומהירות) מאשר עיצובים פנימיים של צינורות.

זהו העיצוב המועדף עבור יישומים-במהירות גבוהה: גבלים-מהירים, מכונות חיתוך לייזר,-איסוף-תפוקה גבוהה ומערכות-מקום. עיצובי מכסה קצה גם משתלבים היטב עם אטמי מגבים ותכונות הגנת אבק.

Helical Groove Return

בעיצובי חריץ סליל, נתיב ההחזרה משולב ישירות בגוף האום כחריץ סליל המקביל לחוט. גיאומטריה קומפקטית זו מתאימה לברגים מיניאטוריים עם מובילים קטנים שבהם שיטות ההחזרה הקונבנציונליות אינן מעשיות.

עיצוב זה משמש ביישומי מיקום-עדינים: ברגים-קטנים בדייקנות במכשירים רפואיים, מערכות אופטיות וציוד לטיפול מוליכים למחצה.

4. מבנה אגוז: אגוז יחיד לעומת אגוז כפול

מבנה אגוז הכדור משפיע על בקרת החזרה, קשיחות, שטח התקנה, עלות ותחזוקה. מבני אגוז נפוצים כוללים אגוז בודד, אגוז כפול ועיצובי אגוז שמאל/ימין-.

בורג כדור אגוז בודד

בורג כדור אגוז בודד הוא המבנה הנפוץ והחסכוני ביותר. הוא קומפקטי, קל להתקנה ומתאים להרבה אוטומציה סטנדרטית ומכונות תעשייתיות כלליות.

עיצובי אגוז בודדים מתאימים כאשר היישום זקוק לתנועה יציבה אך אינו דורש קשיחות גבוהה במיוחד או בקרת תגובה קפדנית.

כאשר אגוז בודד הוא הבחירה הנכונה:

• 
  יישומי מיקום סטנדרטיים עם דרישות דיוק מתונות
  יישומים שבהם כמות קטנה של מרווח צירי מקובל או מפוצה על ידי מערכת הבקרה
  עיצובים רגישים-עלויות שבהם לא נדרשת קשיחות-כפולה של אגוזים
  רווח- בצירים מוגבלים שבהם יש למזער את אורך האגוז

סדרת ה-SFU היא עיצוב אגוז יחיד-עם אוגן עם החזרת כדור קצה, מתאים למגוון רחב של יישומי CNC ואוטומציה. הוא זמין בקטרים ​​מ-12 מ"מ עד 80 מ"מ עם מובילים מ-4 מ"מ עד 20 מ"מ.

בורג כדור אגוז כפול

בורג כדור אגוז כפול משתמש בשני אומים כדי להפעיל עומס מראש ולשפר את הקשיחות. הוא נבחר לעתים קרובות כאשר נדרשת בקרת גב טוב יותר ויציבות מיקום גבוהה יותר.

מבני אגוז כפול מתאימים למכונות CNC, צירי מיקום מדויקים, מערכות עומסים-כבדים ויישומים שבהם חשובה קשיחות צירית. בדרך כלל הם דורשים יותר שטח התקנה ועלות גבוהה יותר מאשר עיצובי אגוז בודד.

כאשר אגוז כפול הוא הבחירה הנכונה:

• 
  יישומים שבהם הגבהה חייבת להיות אפס או קרוב ל-אפס: צירי CNC-בדיוק גבוה, מכונות השחזה, ציוד EDM
  צירים נתונים לעומסי היפוך שבהם מרווח יגרום לשגיאת מיקום בנקודת ההיפוך
  דרישות קשיחות- גבוהות כאשר מכלול הבורג הכדורי מהווה חלק מנתיב העומס המבני
  צירים אנכיים שבהם משקל העומס יוצר עומס מוקדם כלפי מטה מתמשך במהלך החזרה

מה אגוז כפול לא מתקן: טעינה מוקדמת נגד תגובה מגבירה את החיכוך ומייצר יותר חום. אום כפול עמוס מדי או לא משומן מספיק יישחק מהר יותר מאשר אום בודד בגודל נכון. בחירת אגוזים כפולים צריכה להתבסס על דרישות קשיחות ותגובה, לא על ההנחה שיותר עומס מוקדם תמיד טוב יותר.

שמאל/ימין-בורג כדור אגוז ביד

מבנה בורג כדור ביד שמאל/ימין- יכול ליצור כיווני תנועה מנוגדים על אותו פיר בורג. עיצוב זה משמש לעתים קרובות במנגנונים הדורשים פתיחה וסגירה מסונכרנת או תנועה סימטרית.

יישומים אופייניים כוללים התקני הידוק, מנגנוני ריכוז, התקני התאמה וציוד אוטומציה מיוחד.

5. בחירת לידים: התאמת מהירות, כוח ורזולוציה

עופרת היא המרחק הצירי שהאום עובר לכל סיבוב מלא של הבורג. יש לו השפעה ישירה על שלושה דברים: מהירות ליניארית ניתנת להשגה, כוח דחף זמין ורזולוציית מיקום.

מהירות: עבור מהירות מנוע נתונה, מוביל גדול יותר מייצר מהירות ליניארית גבוהה יותר. אם הציר שלך חייב לנוע במהירות של 1,000 מ"מ לשנייה והמנוע שלך פועל במהירות של 3,000 סל"ד, ההובלה המינימלית הנדרשת היא: 1,000 מ"מ לשנייה × 60 ÷ 3,000 סל"ד=20 מ"מ.

כוח: עבור אותו מומנט מנוע, מוביל קטן יותר מייצר דחף גבוה יותר. בורג עופרת 5 מ"מ מייצר פי ארבעה מדחף של בורג עופרת 20 מ"מ המונע על ידי אותו מנוע, מכיוון שהיתרון המכני גדול יותר.

רזולוציה: מוביל קטן יותר פירושו מיקום עדין יותר לכל צעד מנוע או ספירת מקודד. זה משנה ביישומים שבהם הרזולוציה של מערכת הבקרה חייבת להיות הדוקה.

בורג כדור עופרת קטן

לברגי כדור עופרת קטנים יש בדרך כלל עופרת מתחת ל-5 מ"מ. הם מתאימים ליישומים הדורשים מיקום עדין, דחף גבוה ושליטה טובה יותר במהירות נמוכה יותר.

יישומים טיפוסיים כוללים התאמה מדויקת, הרמת ציר Z-, ציוד רפואי, מכשירי מעבדה ושלבי מיקום קטנים.

בורג כדור עופרת בינוני

לברגי כדור עופרת בינוני יש בדרך כלל עופרת בין 5 מ"מ ל-20 מ"מ. הם מספקים איזון בין מהירות, דחף ודיוק מיקום.

סוג זה נמצא בשימוש נרחב במכונות CNC, ציוד אוטומציה, מכונות אריזה, מכונות לעיבוד עץ ומערכות תנועה תעשייתיות כלליות.

בורג כדור עופרת גדול

לברגי כדורי עופרת גדולים בדרך כלל יש עופרת מעל 20 מ"מ. הם משמשים כאשר נדרשת מהירות ליניארית גבוהה.

ברגי עופרת גדולים מתאימים להעברת-מהירות גבוהה, הזנה-ארוכה, מערכות טעינה ופריקה וצירי אוטומציה מהירים. עם זאת, יש לבדוק היטב את רזולוציית המיקום והדחף בעת שימוש במוביל גדול יותר.

שיקול חשוב עבור צירים אנכיים:על ציר אנכי, כוח הכבידה פועל ברציפות על העומס. בורג- גדול עשוי לאחור-לנהוג תחת כוח הכבידה כאשר המנוע אינו מחזיק מומנט - זהו תכונה פיזית של גיאומטריית העופרת, לא פגם. יש להעריך כל ציר אנכי המשתמש בהובלה מעל 10-12 מ"מ לערך עבור סיכון נסיעה-בגב, ואם נסיעה-בחזרה היא דאגה, התכנון חייב לכלול בלם מנוע או מאזן נגד מכני. זוהי דרישת בטיחות, לא רק שיקול ביצועים.

מדריך בחירה מהיר עבור סוגי ברגי כדור שונים

לאחר הבנת סוגים שונים של ברגים כדוריים, השלב הבא הוא להתאים את הסוג לדרישת המכונה בפועל. הטבלה שלהלן נותנת התייחסות מעשית.

התייחסות לסוג בורג כדור DLY

אספקת DLYברגי כדור מגולגל, ברגי כדור הארץ, אגוזים בודדים, אגוזים כפולים,יחידות תמיכה, ועיבוד קצה מותאם אישית עבור מכונות CNC, ציוד אוטומציה, מכונות אריזה, ציוד רפואי ומערכות תנועה תעשייתיות.

עבור ברגי כדור DLY, ברגים כדוריים קרים-הם בדרך כללדרגת דיוק C7, וברגים כדור הארץ הם בדרך כללדרגת דיוק C5. חומר פיר בורג הכדור הואS55C, וחומר אגוז הכדור הוא20CrMo.

בעת בחירת סוג בורג הכדור הנכון, יש לבחון יחד את הקוטר, העופרת, דרגת הדיוק, מבנה האגוזים, שיטת המחזור, העומס הקדום, יחידות התמיכה, עיבוד הקצה, העומס, המהירות ומרחב ההתקנה.

מַסְקָנָה

ישנם סוגים רבים של ברגים כדוריים, וכל סוג מיועד לדרישות מכונה שונות. ברגים כדוריים מגולגלים מתאימים לתנועה כללית יעילה-, בעוד שברגי כדור הארץ משמשים לדיוק גבוה יותר ולדיוק עופרת טוב יותר. ברגי כדור C7 נפוצים באוטומציה ובציוד תעשייתי כללי, בעוד שברגי כדור C5 מתאימים יותר ל-CNC מדויק, מערכות בדיקה וצירי מיקום-בדיוק גבוה.

שיטת מחזור הכדור, מבנה האגוזים וגודל העופרת משפיעים גם הם על הבחירה הסופית. ניתן להשתמש בסירקולציה חיצונית עבור מערכות עומס גדולות או כבדות יותר-, זרימה פנימית שימושית למבנים קומפקטיים, החזרת מכסה קצה תומכת בתנועה חלקה ובמהירות-גבוהה, ואומים כפולים עוזרים לשפר את הקשיחות ואת בקרת החזרה כאשר מופעל עומס מוקדם מתאים.

יש לבחור את סוג בורג הכדור הנכון לפי עומס, מהירות, דיוק, מהלך, מרחב התקנה, קשיחות, עלות וסביבת עבודה. במקום לבחור רק לפי פרמטר אחד, עדיף לסקור את מערכת התנועה השלמה לפני אישור הדגם הסופי.