לפני בחירת דגם בורג כדורי, המהנדסים צריכים להגדיר מה הציר הליניארי חייב לעשות בפועל. העומס הנדרש, המהלך, המהירות, דיוק המיקום וסידור ההרכבה קובעים אם בורג כדורי מוצע יפעל בבטחה וישיג את ביצועי התנועה הצפויים.
דגם המתואר רק כ"קוטר 20 מ"מ עם עופרת 5 מ"מ" אינו מפרט שלם. שתי מכונות המשתמשות באותו גודל בורג כדור נומינלי עשויות לדרוש דרגות דיוק שונות, מבני אגוזים, סידורי תמיכה או עיבוד קצה מכיוון שתנאי הפעולה שלהן שונים.
מדריך זה מסביר את תשעת החיונייםמפרט בורג כדורזה צריך להיות מוגדר לפני גודל מפורט, בחירת דגם או הצעת מחיר.
התחל עם האפליקציה, לא מספר הדגם
בחירת בורג כדור מתחילה בדרך כלל בדרישות המכונה ולא בקוד קטלוגי קיים. הצעד הראשון הוא לתאר את ציר התנועה בצורה ברורה:
- איזה רכיב יועבר?
- כמה רחוק הוא חייב לנסוע?
- באיזו מהירות יש להשלים את התנועה?
- איזה עומס צירי פועל על הבורג?
- האם הציר אופקי, אנכי או משופע?
- איזה דיוק מיקום ודירות חוזרות נדרשים?
- באיזו תדירות המכונה תפעל?
תנאים אלו מספקים את הבסיס לבחירת קוטר הבורג, העופרת, דרגת הדיוק, מבנה האגוזים ושיטת התמיכה. בחירה תחילה בדגם מוכר ובדיקת היישום מאוחר יותר עלולה לגרום ליכולת עומס לא מספקת, מהירות פיר מופרזת, סכנת פיתול או עלות מיותרת.
1. עומס צירי
בורג הכדור נושא בעיקר עומס לאורך צירו. לכן בחירה דורשת יותר מהמשקל הכולל של הרכיב הנע. על היצרן או המעצב להעריך את הכוחות השונים הפועלים במהלך מחזור פעולה שלם.
עומסים רלוונטיים עשויים לכלול:
- משקל הפועל על ציר אנכי או משופע
- כוח האצה והאטה
- כוח עיבוד או לחיצה
- חיכוך ממובילים, אטמים ומנגנונים מחוברים
- פגיעה או עומס שיא זמני
העומס המרבי עוזר לקבוע אם הבורג הכדורי יכול לעמוד בתנאי תפעול שיא. העומס הממוצע לאורך מחזור העבודה משמש בעת הערכת חיי העייפות הצפויה.
עבור ציר אנכי, המסה הנעה יוצרת עומס צירי מתמשך. מכיוון שבדרך כלל ניתן להניע ברגים כדוריים בחזרה-, בלם המנוע או התקן אחיזה עצמאי חייבים למנוע תנועה בלתי מבוקרת במהלך אובדן כוח. אין להתייחס לבורג הכדור עצמו כמנגנון בטיחות-עצמי.
2. שבץ חובה ואורך כללי
מהלך נדרש הוא המרחק שעל האום לעבור. זה לא זהה לאורכו הכולל של בורג הכדור.
הפיר השלם כולל בדרך כלל:
- מסע אגוז שמיש
- אורך הברגה נוסף מחוץ למכת העבודה
- מושב מיסב קצה- קבוע
- מושב מיסב קצה- נתמך
- חיבור מנוע או צימוד
- כתפיים, חוטים, חריצים או תכונות מעובדות אחרות
פירים ארוכים יותר דורשים תשומת לב נוספת מכיוון שאורך לא נתמך משפיע הן על המהירות הקריטית והן על ההתנגדות להתכווצות. בעת בקשת הצעת מחיר, ציינו בנפרד את המהלך הנדרש ואת האורך הכולל במקום לספק ערך אורך אחד בלבד.
3. מהירות לינארית ותאוצה
המהירות הליניארית הנדרשת משפיעה על מוביל בורג הכדור ועל מהירות הסיבוב. מערכת היחסים הבסיסית ביניהם היא:
מהירות סיבוב=מהירות לינארית ÷ מוביל בורג כדורי
כאשר יחידות מומרות באופן עקבי, בורג שנע במהירות של 500 מ"מ לשנייה עם מוביל של 10 מ"מ חייב להסתובב ב-3,000 סל"ד. אם אותה תנועה משתמשת בעופרת של 5 מ"מ, מהירות הסיבוב הנדרשת תגדל ל-6,000 סל"ד.
ליד קטן יותר אינו מספק אוטומטית מערכת טובה יותר. זה עשוי לשפר רזולוציה מכנית תיאורטית ולהגדיל דחף ליניארי זמין עבור מומנט מנוע נתון, אבל הוא גם דורש מהירות פיר גבוהה יותר כדי להשיג את אותה מהירות ליניארית.
יש להגדיר גם תאוצה. האצה מהירה מגבירה את המומנט הנדרש מהמנוע ויוצרת כוח נוסף בבורג הכדורי, מיסבי התמיכה והמבנה המחובר.
4. קוטר בורג
קוטר הבורג הנומינלי משפיע על קיבולת העומס הצירי, קשיחות הציר, המהירות הקריטית והתנגדות הפיתול. קוטר גדול יותר מספק בדרך כלל קשיחות רבה יותר ומתאים יותר לתנועות ארוכות יותר או עומסי דחיסה גבוהים יותר, אך הוא גם מגדיל את האינרציה, את שטח ההתקנה ואת העלות.
בחירת קוטר צריכה אפוא לשקול:
- עומס צירי מרבי וממוצע
- אורך פיר לא נתמך
- מהירות סיבוב מקסימלית
- התקנה אופקית או אנכית
- סיום-הסדר התמיכה
- מקום הרכבה פנוי
עבור ברגים ארוכים אנכיים או עמוסים בדחיסה, אימות החבטות חשוב במיוחד. עבור פירים ארוכים במהירות גבוהה-, אימות מהירות- קריטי עשוי להפוך למגבלה העיקרית במקום זאת.
5. עופרת בורג כדור
העופרת היא המרחק הליניארי שעובר האום במהלך סיבוב שלם אחד של הבורג. זה מחבר ישירות סיבוב מנוע עם תנועה ליניארית.
| בחירת עופרת | השפעה כללית | נקודות לבדיקה |
|---|---|---|
| עופרת קטנה יותר | כוח ליניארי רב יותר ליחידת מומנט כניסה ותנועה קטנה יותר לכל סיבוב מנוע | נדרש סל"ד בורג גבוה יותר עבור אותה מהירות ליניארית |
| עופרת גדולה יותר | יותר מהלך ליניארי לכל סיבוב וסל"ד בורג נמוך יותר לאותה מהירות ליניארית | ייתכן שיידרש מומנט מנוע נוסף עבור אותו דחף צירי |
יש לשקול יחד את רזולוציית הבקר, מהירות המנוע, הדחף הנדרש וזמן מחזור היעד. בחירת לידים לא צריכה להתבסס על דיוק מיקום בלבד.
6. בורג כדור מגולגל או טחון
ביצועי המיקום הנדרשים ועלות הפרויקט עוזרים לקבוע אם בורג כדור מגולגל או טחון מתאים.
השוואה בין שיטות ייצור של בורג טחון ומגולגל
לבורג כדור מגולגל יש את מסלול הפיר שלו שנוצר באמצעות דפורמציה פלסטית באמצעות מתגלגלים. הוא מספק ייצור יעיל ופתרון חסכוני לתנועה תעשייתית כללית. DLY מספקת בדרך כלל ברגי כדור מגולגל קר-בדיוק C7 עבור ציוד אוטומציה, מכונות אריזה, נתבי CNC ויישומים סטנדרטיים אחרים.
לבורג כדור טחון מסלול המירוצים שלו הסתיים באמצעות שחיקה מדויקת. זה נבחר בדרך כלל כאשר המכונה דורשת בקרת עופרת הדוקה יותר, ביצועי מיקום תובעניים יותר או עקביות תנועה גבוהה יותר.
יש לבחור את שיטת הייצור בהתאם לדיוק הציר הנדרש. שימוש בבורג הארקה אינו יכול לפצות על שגיאות שנגרמו ממבנה תמיכה לא מתאים, יישור לקוי, משטחי הרכבה גמישים או הרכבה לא מדויקת של המכונה.
7. דיוק, חזרתיות ומרווח צירי
מונחים אלה מתארים היבטים שונים של ביצועי תנועה ואין להשתמש בהם לסירוגין.
| מוּנָח | מַשְׁמָעוּת | אפקט מכונה |
|---|---|---|
| דיוק עופרת | הבדל בין מסע בפועל לתיאורטי לאורך מוגדר | משפיע על מיקום מוחלט על השבץ |
| הֲדִירוּת | יכולת לחזור שוב ושוב לאותו עמדת פיקוד | חשוב למחזורי מכונה חוזרים |
| מרווח צירי | תנועה צירית חופשית בין הבורג והאום בכוח היפוך | משפיע על דיוק-היפוך הכיוון |
| טעינה מראש | עומס פנימי מופעל כדי להפחית את המרווח ולהגדיל את הקשיחות | משפר את תגובת ההיפוך אך מגביר את החיכוך ואת מומנט הנסיעה |
מינוח טעינה מראש והרמות הזמינות משתנות בהתאם ליצרן ולעיצוב האגוזים. קונה צריך לציין את המרווח הצירי הנדרש, קשיחות או תנאי מומנט-ריצה במקום להניח שלקוד טעינה מראש אחד יש אותה משמעות בכל הספקים.
8. שיטת כיוון הרכבה ותמיכה
לאותו בורג כדורי עשויות להיות מגבלות הפעלה שונות מאוד בהתאם לאופן שבו הקצוות שלו נתמכים. הסדרים נפוצים כוללים תצורות קבועות-חינם, נתמכות-נתמכות, קבועות-נתמכות וקבועות-קבועות.
תומך קצה קבוע- מכיל בדרך כלל סידור מיסב זוויתי-טעון מראש שמאתר את הציר בציר. התמיכה ההפוכה מתאימה לקצה הלא-מונע ומסייעת בשליטה על סטיית הציר. יחידות תמיכה מתאימות עשויות לכלול שילובי BK/BF, FK/FF או EK/EF, בהתאם לגודל הבורג ולמבנה ההרכבה.
שיטת התמיכה משפיעה על:
- מהירות סיבוב מותרת
- התנגדות לחסום
- קשיחות צירית
- התנהגות התפשטות תרמית
- מורכבות ההתקנה
יש לציין גם את הכיוון. ציר אנכי מצריך התחשבות בעומס כבידה, בלימת מנוע והגנה נגד-נפילה. התקנת מהלך אופקי- עשויה לדרוש שליטה נוספת על צניחת הפיר ומהירות קריטית.
9. סיום עיבוד שבבי ורכיבים מחוברים
פירי בורג כדוריים סטנדרטיים דורשים לרוב עיבוד שבבי לפני שניתן להתקין אותם. שני קצוות הציר חייבים להתאים לתומכי המיסבים שנבחרו, אום הנעילה, צימוד המנוע ומבנה המכונה שמסביב.
תכונות עיבוד קצה טיפוסיות של פיר בורג כדורי
שרטוט עיבוד קצה- צריך להגדיר:
- נושאים-קוטרי מושב, אורכים וסובלנות
- עמדות כתף
- חוטים חיצוניים או פנימיים
- חריצי נעילה וטבעת שמירה-
- קוטר צימוד ואורך חיבור
- מפתחות, דירות או קטעי מפתח ברגים
- נדרשים חורים מרכזיים ושיפועים
אל תבחר את בורג הכדור באופן עצמאי ממיסבי התמיכה והצימוד שלו. פיר בורג תקין מבחינה מימדית עדיין יכול לייצר תנועה לקויה אם סידור המיסבים חסר קשיחות או שעיבוד הקצה יוצר חוסר יישור.
DLY יכול לספק ברגים כדוריים עם עיבוד קצה מותאם אישית ותואםיחידות תמיכה בבורג כדורילפי שרטוט ההרכבה של הלקוח.
תנאי תפעול נוספים
תשעת המפרטים העיקריים מגדירים את הדרישות המכניות, אך יש להתחשב גם בסביבה הסובבת לפני אישור הדגם הסופי.
תנאים חשובים כוללים:
- טמפרטורת הפעלה
- חשיפה לאבק, שבבים, נוזל קירור או לחות
- סוג חומר סיכה ומרווח תחזוקה
- פעולה מתמשכת או לסירוגין
- חיי שירות נדרשים
- מגבלות רעש
- דרישות עמידות לחדר נקי או- בפני קורוזיה
לא ניתן להגדיר מרווחי סיכה לפי זמן פעולה אוניברסלי אחד. השימון מחדש תלוי במהירות, מהלך, עומס, טמפרטורה, זיהום ומצב חומר סיכה. על יצרני הציוד לקבוע מרווח המבוסס על מחזור העבודה בפועל ולבדוק את מצב הסיכה במהלך ההפעלה.
איך המפרטים עובדים ביחד
אין לבחור פרמטרים של בורג כדור באופן עצמאי. כל בחירה משנה חלק אחר במערכת:
- מהלך ארוך יותר עשוי לדרוש קוטר פיר גדול יותר או שיטת תמיכה אחרת.
- מהירות ליניארית גבוהה יותר עשויה לדרוש מוביל גדול יותר כדי לשמור על סל"ד הציר מתחת למהירות-הקריטית.
- מוביל קטן יותר עשוי להגביר את הדחף הזמין אך גם להגדיל את מהירות הסיבוב הדרושה לאותו קצב נסיעה.
- עומס מוקדם גבוה יותר עשוי לשפר את הקשיחות אך להגדיל את החיכוך, הטמפרטורה ומומנט המנוע.
- דרגת דיוק גבוהה יותר עשויה לשפר את בקרת ההובלה אך אינה יכולה לבטל שגיאות התקנה ושגיאות מבניות.
לכן יש לבדוק את הבחירה הסופית כמערכת הנעה שלמה הכוללת את הבורג הכדורי, האום, מיסבי התמיכה, הצימוד, המנוע, המנחים ומבנה המכונה.
מַסְקָנָה
לפני בחירת בורג כדורי, הגדר את העומס הצירי, מהלך, מהירות, תאוצה, קוטר בורג, עופרת, דרישת דיוק, מרווח צירי, סידור ההרכבה ועיבוד קצה. מפרטים אלה מספקים את הקלט הדרוש לבדיקת חיי שירות, פיתול, מהירות קריטית ודרישות מנוע.
עבור פרויקט החלפה, שלח את מספר הדגם המלא, שרטוט ממדים ומידע על התקנה. עבור מכונה חדשה, ספק את תנאי העבודה במקום לבחור דגם קטלוגי מקוטר ועופרת בלבד.
DLY מספקת ברגים כדוריים C7 מגולגלים ו-C5, אגוזי כדור סטנדרטיים ומותאמים אישית, עיבוד קצה ורכיבי תמיכה תואמים. צוות ההנדסה שלנו יכול לבדוק את נתוני היישום שלך ולהמליץ על תצורת בורג כדורי מתאימה.
