בחירת אבורג כדורי לפעולה-במהירות גבוההזה לא רק עניין של בחירת דגם המסומן "מהירות גבוהה". תחילה יש להמיר את המהירות הליניארית הנדרשת למהירות סיבוב בורג, ולאחר מכן יש לבדוק את המהירות הקריטית, ערך ה-DN, אורך הציר, סידור התמיכה והתנאים התרמיים.
לבורג עשוי להיות קיבולת עומס מספקת אך עדיין לא מתאים לציר מהיר מכיוון שמהירות הסיבוב שלו מתקרבת לתהודה של הציר או עולה על המהירות המותרת של מערכת מחזור הכדור. לעומת זאת, נבחר כראויבורג כדור במהירות גבוההיכול לספק נסיעה מהירה תוך שמירה על תנועה יציבה, טמפרטורה מקובלת ורעש מבוקר.
הבדיקות הבאות מסבירות כיצד לקבוע אם בורג כדורי מתאים לצירי CNC מהירים-, מכונות אריזה, ציוד אוטומציה, מערכות עיבוד לייזר ויישומי מיקום- מהירים אחרים.
התחל עם מהירות לינארית
מפרטי המכונה מציינים בדרך כלל את מהירות הנסיעה הליניארית הנדרשת, בעוד שמגבלות בורג הכדור מתבטאות לרוב כמהירות סיבוב. ערכים אלה מחוברים באמצעות מוביל הבורג:
v = L × n
| v | מהירות לינארית, מבוטאת בדרך כלל במ"מ/דקה |
| L | מוביל בורג כדורי ב-mm/rev |
| n | מהירות סיבוב הבורג בסל"ד |
לדוגמה, מכונה הדורשת תנועה ליניארית של 30,000 מ"מ לדקה תזדקק לבורג עופרת 10 מ"מ כדי להסתובב ב-3,000 סל"ד. בורג עופרת 20 מ"מ ייצור את אותה מהירות ליניארית ב-1,500 סל"ד.
| מהירות לינארית נדרשת | עופרת בורג | סל"ד נדרש | תצפית ראשונית |
|---|---|---|---|
| 30,000 מ"מ לדקה | 5 מ"מ | 6,000 סל"ד | מהירות בורג גבוהה; מגבלות דורשות בדיקה קפדנית |
| 30,000 מ"מ לדקה | 10 מ"מ | 3,000 סל"ד | פרקטי יותר עבור צירים תעשייתיים רבים |
| 30,000 מ"מ לדקה | 20 מ"מ | 1,500 סל"ד | סל"ד נמוך יותר, אך מומנט המנוע ורזולוציית המיקום עדיין זקוקים לבדיקה |
מוביל גדול יותר יכול להפחית את הסל"ד הנדרש לנסיעה מהירה, אבל זה לא אוטומטית הבחירה הטובה ביותר. עופרת משפיעה גם על רזולוציית ההזנה, מומנט המנוע הנדרש, תגובת האצה והאפשרות לנהיגה-בחזרה. לכן יש להעריך את הציר השלם במקום לבחור עופרת ממהירות בלבד.
בדוק מהירות קריטית
מהירות קריטית של בורג כדור קשורה לתדירות הטבעית של ציר הבורג המסתובב. כאשר מהירות הסיבוב מתקרבת לתדר זה, הציר יכול להתחיל לרטוט או להצליף. רטט מוגזם עלול לגרום לרעש, מיקום לא יציב, נזק למיסבים וכשל בטרם עת.
מהירות קריטית מושפעת בעיקר מקוטר שורש הבורג, אורך לא נתמך וסידור התמיכה-הקצה. לפיר ארוך ודק יותר יש בדרך כלל מהירות קריטית נמוכה יותר, בעוד שקוטר שורש גדול יותר וסידור תמיכה קשיח יותר יכולים להגדיל אותו.
| הסדר תמיכה | יכולת מהירות יחסית קריטית- | שימוש אופייני |
|---|---|---|
| קבוע – קבוע | הגבוה ביותר מבין הסידורים הנפוצים | צירים ארוכים או מהירים יותר הדורשים קשיחות פיר גבוהה |
| קבוע-נתמך | בינוני עד גבוה | צירי CNC ואוטומציה תעשייתית נפוצים |
| נתמך-נתמך | לְהוֹרִיד | יישומים עם מהירות ועומס בינוניים |
| קבוע-ללא תשלום | הכי נמוך | מהלך קצר-, מנגנוני מהירות- נמוכה יחסית |
מהירות ההפעלה המותרת צריכה להתבסס על החישוב או הערך הקטלוגי של היצרן, כולל מרווח הבטיחות המומלץ. כלל עיצוב ראשוני בשימוש תכוף הוא לשמור על מהירות פעולה רגילה מתחת לכ-80% מהמהירות הקריטית המחושבת, אך הגבול הסופי חייב לעקוב אחר הנתונים עבור תצורת הבורג והתמיכה שנבחרה.
בדוק את ערך ה-DN
מהירות קריטית נוגעת לתהודה של פיר. ערך ה-DN, לפעמים כתוב כ-Dm-N בהתאם להגדרת היצרן, נוגע ליכולת המהירות של מערכת מחזור האומים והכדור.
קוטר הייחוס עשוי להיות קוטר הבורג הנומינלי או קוטר הכדור-המעגל, בהתאם למוסכמה בקטלוג. לכן יש להשתמש באותה הגדרה כאשר משווים את הערך המחושב עם דירוג ה-DN המותר של היצרן.
אם בורג 25 מ"מ מסתובב ב-4,000 סל"ד, הערך הנומינלי של קוטר ה-DN- שלו הוא:
תוצאה זו חייבת להיות מתחת לערך ה-DN המותר של בורג הכדור שנבחר. הגדלת קוטר הבורג אינה פותרת בעיית הגבלת DN- באותו סל"ד מכיוון ש-DN עולה עם הקוטר. אם הערך המחושב גבוה מדי, אמצעים אפשריים כוללים הפחתת סל"ד באמצעות מוביל גדול יותר, בחירת אום עם ערך DN מדורג גבוה יותר או שימוש בסידור הנעה אחר.
בחר את ההובלה בזהירות
בורג כדור עופרת גבוה נע למרחק רב יותר במהלך כל סיבוב, ומאפשר להגיע למהירות הליניארית הנדרשת בסל"ד בורג נמוך יותר. זה יכול לעזור לציר להישאר מתחת למהירות-הקריטית שלו וגם מתחת לערך ה-DN המותר.
עם זאת, עופרת גבוהה ומהירות גבוהה מתארים מאפיינים שונים. "עופרת גבוהה" מתייחסת לנסיעה לכל סיבוב, בעוד ש"מהירות גבוהה" מתייחסת ליכולת של מכלול הברגים לפעול בצורה אמינה בסל"ד הנדרש ובמהירות הליניארית. בורג עופרת- גבוה אינו מתאים בהכרח לשירות-במהירות, אלא אם כן מערכת המחזור, מיסבי התמיכה, העומס והסיכה שלו מדורגים גם הם לתנאי ההפעלה.
| גורם בחירה | השפעה של ליד גדול יותר | מה עדיין צריך להיבדק |
|---|---|---|
| נסיעה ליניארית לכל סיבוב | עולה | מהלך נדרש ומהירות ציר מקסימלית |
| סל"ד עבור מהירות ליניארית נתונה | יורד | מהירות קריטית וערך DN |
| רזולוציית הזנה | הופך גס יותר עבור אותה רזולוציה מוטורית | רזולוציית מקודד ודרישת מיקום |
| מומנט נהיגה נדרש | עשוי לעלות עבור אותו עומס צירי | מומנט מנוע, האצה ומחזור עבודה |
בקרת טעינה מוקדמת וחימום
עומס מראש יכול לשפר את הקשיחות הצירית ולהפחית את החזרה, אבל עומס מוקדם מופרז מגביר את כוח המגע הפנימי, מומנט החיכוך ויצירת חום. זה הופך להיות חשוב במיוחד במהלך סיבוב-מתמשך במהירות גבוהה והאצה או האטה תכופים.
ציר מיקום-במהירות גבוהה דורש בדרך כלל מספיק עומס מראש כדי לעמוד בדרישות הדיוק וההיפוך שלו- מבלי ליצור גרירה מיותרת. לא ניתן לבחור את הטעינה המוקדמת המתאימה ממהירות בלבד; יש לקחת בחשבון גם עומס צירי, דיוק מיקום, תאוצה וטמפרטורת פעולה צפויה.
התרחבות תרמית עשויה לשנות את דיוק המיקום ואת עומס מראש של המיסבים במהלך מחזורי פעולה ארוכים. לכן, ציוד מדויק עשוי לדרוש ניטור טמפרטורה, התחממות- מבוקר, פיצוי דרך מערכת הבקרה או סידור תמיכה קבוע עם תכנון מתח מתאים.
אשר את מחזור הכדור
במהירות סיבוב גבוהה, כל כדור נכנס שוב ושוב ויוצא ממסלול המירוצים העמוס. שינויים פתאומיים בכיוון הכדור עלולים ליצור השפעה, רטט ורעש. נתיב מחזור שנועד למעבר חלק של כדור הוא אפוא תכונה חשובה של בורג כדור מהיר-.
ניתן להשתמש במבני קצה-, פנימי-מסיט ומבנים-חיצוניים בברגים כדוריים, אבל יכולת המהירות שלהם אינה זהה. אין לשפוט את המבנה על פי שמו בלבד. אשר את ערך ה-DN המותר, הסל"ד המקסימלי, מאפייני הרעש ודרישות הסיכה עבור עיצוב האומים בפועל.
שימון ואיטום
מהירות גבוהה מגדילה את מספר המגעים המתגלגלים לדקה ויכולה להעלות את טמפרטורת חומר הסיכה. מעט מדי חומר סיכה גורם לבלאי וחום, בעוד ששומן מוגזם עלול להגביר את ההתנגדות לחביתה ואת מומנט הפעולה.
- השתמש בחומר סיכה מומלץ למהירות הבורג, העומס, הטמפרטורה ומחזור העבודה.
- יש למרוח את הכמות שצוינה במקום למלא את האום בשומן מוגזם.
- קבעו מרווחי שימון מחדש לפי שעות פעילות וזיהום סביבתי.
- השתמש באטמים, במפוח או בכיסויים שבהם שבבים, אבק או נוזל קירור עלולים להיכנס למסלול המירוצים.
- שקול מערכת שימון שמן כאשר הדבר נדרש על ידי פעולה מתמשכת במהירות גבוהה-.
סוג חומר הסיכה הסופי ושיטת האספקה צריכים לפעול בהתאם להוראות יצרן בורג הכדור. ערפל שמן או שמן מסתובב אינם נדרשים אוטומטית עבור כל יישום מהיר-.
מיסבי התקנה ותמיכה
אפילו בורג כדורי בעל דירוג נכון עלול להתחמם יתר על המידה או לרטוט אם ציר הבורג, בית האגוזים ומסבי התמיכה אינם מיושרים. יישור מאולץ יוצר עומס רדיאלי נוסף ומגע לא אחיד בתוך האום.
התקנה מהירה-ת צריכה לכלול:
- משטחי הרכבה מעובדים במדויק ויישור קואקסיאלי מבוקר;
- מיסבי תמיכה-זוויתיים בעלי מהירות מספקת, קשיחות ויכולת טעינה מראש;
- צימוד המתאים למהירות המנוע ולחוסר יישור צפוי;
- הידוק נכון של אגוז המיסב והאוזים-בבית;
- תנועה ידנית ופעולת ניסיון-במהירות נמוכה לפני בדיקת מהירות מלאה-.
צירי מהיר-ארוכים-גבוהים
צירים ארוכים שאינם נתמכים נוטים יותר להגיע למהירות הקריטית שלהם בסל"ד נמוך יחסית. עצם הגדלת העופרת עשויה להפחית את מהירות הסיבוב, אך גישה זו עדיין צריכה לספק עומס, קשיחות, מיקום ומנוע דרישות.
עבור צירים ארוכים ומהירים במיוחד, מעצבים עשויים לשקול להגדיל את קוטר הציר, לשפר את סידור התמיכה או להשתמש בתצורת אגוז מסתובבת-. במערכת אגוז מסתובבת, ציר הבורג נשאר נייח בזמן שהאום מסתובב, מה שמונע את מגבלת המהירות הקריטית- הקשורה לציר ארוך ומסתובב. הנעת האגוזים, סידור המיסבים ומערכת הסיכה הופכים לאחר מכן לשיקולי התכנון העיקריים.
רשימת בחירה-במהירות גבוהה
| קֶלֶט | למה זה חשוב |
|---|---|
| מהירות ליניארית מרבית ורציפה | משמש עם עופרת לחישוב סל"ד נדרש |
| עוֹפֶרֶת | משפיע על סל"ד, רזולוציה, מומנט ונסיעה לכל סיבוב |
| קוטר הבורג וקוטר השורש | להשפיע על קשיחות, מהירות קריטית, התכווצות ויכולת עומס |
| אורך לא נתמך ומהלך כולל | משפיעים מאוד על המהירות הקריטית והסטת הציר |
| הסדר תמיכה | משנה את יכולת-מהירות קריטית וקשיחות צירית |
| עומס צירי מרבי וממוצע | נדרש עבור דירוג עומס, חיים ומנוע |
| תאוצה ומחזור עבודה | להשפיע על עומס דינמי, מומנט מנוע וטמפרטורה |
| דיוק מיקום ותגובת נגד | קבע דרגת דיוק ועומס מוקדם מתאים |
| סביבת הפעלה | קובע את דרישות האיטום, ההגנה והסיכה |
מַסְקָנָה
בורג כדורי מתאים לפעולה במהירות גבוהה- חייב לעמוד בשתי מגבלות מהירות נפרדות: המהירות הקריטית של ציר הבורג וערך ה-DN המותר של מערכת מחזור הכדור. הערך הנמוך המותר הופך למגבלת המהירות הסיבובית- המעשית.
מוביל גדול יותר יכול להפחית את הסל"ד הנדרש כדי להגיע למהירות הליניארית היעד, בעוד שסידור תמיכה נוקשה יכול לשפר את יכולת המהירות הקריטית-. הבחירה הסופית חייבת לקחת בחשבון גם עומס, עומס מראש, מומנט מנוע, שימון, יישור, מחזור עבודה וייצור חום. לסקירה רחבה יותר של מבני בורג ומפרטים זמינים, ראה אתטווח בורג כדור.
שאלות נפוצות
כיצד אוכל לחשב את הסל"ד הנדרש עבור בורג כדורי?הפניות
- THK, מהירות סיבוב מותרת של ברגי כדור.
- Steinmeyer, DN ערך בבחירת בורג כדור.
צריך לאשר בורג כדורי עבור ציר- במהירות גבוהה?
שלח את המהירות הנדרשת, עופרת, מהלך, עומס צירי, סידור תמיכה ושרטוט התקנה ל-DLY לאישור טכני.
WhatsApp:+86 166 0578 8856| אֶלֶקטרוֹנִי:dlyexport2@dlybearing.com
