Bilyalı vidanın kritik hızına ulaşmayı önlemek için öncelikle hedef doğrusal hızın gerektirdiği dönüş hızını hesaplayın. Daha sonra bunu vida milinin kritik hızıyla, bilyalı somunun DN tabanlı izin verilen hızıyla ve destek yataklarının, kaplinin ve motorun limitleriyle karşılaştırın.
İzin verilen çalışma hızı bu sınırların en düşüğüne göre belirlenir. Uzun dönen bir vida için şaftın kritik hızı genellikle kontrol faktörüdür çünkü desteklenmeyen vida uzunluğu arttıkça hızla azalır.
Bilyalı Vida Kritik Hızı Nedir?
Kritik hız, dönen vida milinin doğal bükülme frekanslarından birine yaklaştığı dönme hızıdır. Bu hızda veya buna yakın bir hızda, şaft rezonansa girebilir ve genellikle vidalı kamçı olarak tanımlanan şiddetli yanal titreşim geliştirebilir.
Olası sonuçlar şunları içerir:
- Hızla artan titreşim ve gürültü;
- Kararsız konumlandırma ve yüzey bitirme hataları;
- Bilyalı somun ve destek yatakları üzerindeki ek yük;
- Kaplin, conta veya yatak hasarı;
- Ağır vakalarda kalıcı bükülme veya mekanik arıza.
Kritik hız, tüm vidalı miller için tek bir sabit devir değildir. Vidanın kök çapına, desteklenmeyen uzunluğuna, uç desteğinin durumuna, düzlüğüne, montaj hizalamasına ve dönen kütlesine göre değişir.
Desteklenmeyen vida uzunluğu ve uç desteğinin sağlamlığı, dönen bilyalı vidanın kritik hızını güçlü bir şekilde etkiler.
Kritik Hız Tek Hız Limiti Değildir
Bir vida, şaft kritik hızının altında kalabilir ancak yine de bilya sirkülasyon sisteminin izin verilen hızını aşabilir. Bu nedenle seçimin tamamı birden fazla limiti karşılaştırmalıdır.
| Hız Limiti | Neyi korur | Ana girişler |
|---|---|---|
| Vida mili kritik hızı | Şaft rezonansını ve yanal kırılmayı önler | Kök çapı, desteklenmeyen uzunluk ve uç destek düzeni |
| DN tabanlı izin verilen hız | Bilya sirkülasyon sistemini ve somunu aşırı bilya hızından korur | Bilya daire çapı, somun yapısı ve dönme hızı |
| Destek taşıma hızı | Aşırı yatak sıcaklığını ve erken yatak hasarını önler | Rulman tipi, ön yük, yağlama ve destek ünitesi yapısı |
| Motor ve kaplin limiti | Kararlı tahrik iletimini ve kontrolünü korur | Motor hızı, bağlantı değeri, atalet ve hızlanma |
Adım 1: Doğrusal Hızı Vidanın Dönüş Hızına Dönüştürün
Gerekli vida hızı, hedef doğrusal hız ve vidalı mil ilerlemesinden hesaplanır:
n = v × 1000 / p
n = rpm cinsinden vida hızı
v = m/dak cinsinden doğrusal hız
p = mm/devir cinsinden bilyalı vida ucu
Örneğin, 20 m/dak'lık doğrusal hız gerektiren bir eksenin aşağıdakilere ihtiyacı olacaktır:
| Vidalı kurşun | Hedef doğrusal hız | Gerekli vida hızı |
|---|---|---|
| 5 mm | 20 m/dak | 4.000 dev/dak |
| 10 mm | 20 m/dak | 2.000 dev/dak |
| 20 mm | 20 m/dak | 1.000 dev/dak |
Bu örnek, daha büyük bir ucun neden yüksek hızlı bir eksenin dönüş sınırının altında kalmasına yardımcı olabileceğini göstermektedir. 20 mm'lik ucun otomatik olarak uygun olduğunu kanıtlamaz: tork, yük kapasitesi, konumlandırma çözünürlüğü, somun dolaşım hızı ve ivme yine de kontrol edilmelidir.
Adım 2: Desteklenmeyen Vida Uzunluğunu Doğrulayın
Kritik hız, etkili yatak destek noktaları arasındaki desteklenmeyen uzunluğa oldukça duyarlıdır. İlişki yaklaşık olarak:
Kritik hız ∝ kök çapı ÷ desteklenmeyen uzunluk2
Uzunluk teriminin karesi olduğundan desteklenmeyen uzunluğun arttırılması kritik hızı beklenenden çok daha ciddi şekilde azaltabilir. Yalnızca komut verilen makine strokunu veya vidanın toplam kesme uzunluğunu değil, etkin yatak destek noktaları arasındaki mesafeyi kullanın.
Ayrıca şunları içerir:
- Somun hareketi ile destek yatakları arasındaki vida bölümleri;
- Yatak konumunu etkileyen işlenmiş mil uçlarının uzunluğu;
- Rulmanın ötesinde sarkan herhangi bir bölüm;
- Sabit ve yüzer desteklerin gerçek konumu ve sağlamlığı.
Adım 3: Doğru Kök Çapını Kullanın
Kritik hız hesaplamaları normalde model numarasında belirtilen nominal dış çapı değil, vida kökünü veya küçük çapını kullanır. Örneğin, nominal 25 mm'lik bir bilyalı vida, bilya oluğu oluşturulduktan sonra daha küçük bir kök çapına sahip olur.
Gerçek hesaplama çapı yerine nominal çapın kullanılması, şaft sertliğinin ve kritik hızın olduğundan fazla tahmin edilmesine yol açacaktır. Kök çapını üreticinin teknik verilerinden veya onaylı vida çiziminden öğrenin.
Vida çapının arttırılması genellikle bükülme sertliğini ve kritik hızı artırır, ancak aynı zamanda dönme ataletini, motor talebini, destek ünitesi boyutunu ve maliyetini de artırır. Bu nedenle çap seçiminin hızlanma ve motor kapasitesi ile birlikte kontrol edilmesi gerekir.
Adım 4: Son Destek Düzenlemesini Kontrol Edin
Kritik hız, vida milinin her iki uçta nasıl sınırlandığına bağlıdır. Daha rijit bir destek düzenlemesi normalde, bir ucu kötü desteklenen veya serbest olan bir vidaya göre daha yüksek bir kritik hız sağlar.
| Destek koşulu | Göreceli kritik hız kapasitesi | Pratik not |
|---|---|---|
| Sabit-ücretsiz | En düşük | Genellikle uzun, yüksek hızlı dönen bir vida için uygun değildir |
| Desteklenen – desteklenen | Sabit-serbestten daha yüksek | Gerçek performans rulman boşluğuna ve yatak sertliğine bağlıdır |
| Sabit-desteklenen | Ortak pratik düzenleme | Sabit yan kontroller eksenel konum; yüzen taraf karşı ucu destekler |
| Sabit-sabit | Ortak son koşullar arasında en yüksek | Dikkatli hizalama ve termal genleşme tasarımı gerektirir |
Destek etiketleri tek başına yeterli değildir. Gevşek yatak bağlantıları, hatalı kilitli somun sıkma, esnek muhafazalar veya zayıf montaj yüzeyleri, kurulumun teorik destek düzenlemesinden daha az rijit davranmasına neden olabilir.
DLY malzemeleriBK/BF, FK/FF ve EK/EF vidalı mil destek ünitelerivida çapına, mil ucu işlemeye ve montaj düzenine göre eşleştirilebilen.
Kritik hız hesaplamaları, gerçek yatak destek noktaları arasındaki etkili mesafeyi kullanmalıdır.
Adım 5: Doğru Güvenlik Marjını Uygulayın
Kasıtlı olarak teorik rezonans hızında çalıştırmayın. İzin verilen çalışma değeri, bilyalı vida üreticisi veya hesaplama yöntemi tarafından belirtilen güvenlik faktörünü içermelidir.
Bazı katalog hesaplama yöntemleri zaten teorik kritik hızı 0,8 gibi bir güvenlik faktörüyle çarpmaktadır. Ek bir faktör uygulamadan önce tanımı kontrol edin, aksi takdirde güvenlik marjı yanlışlıkla iki kez sayılabilir.
Son hız ayarında ayrıca aşağıdakiler de dikkate alınmalıdır:
- İmalat ve montaj toleransları;
- Vidanın düzlüğü ve dengesi;
- Kaplin ve yatak durumu;
- Hızlanma, yavaşlama ve geçici aşırı hız;
- Uzun süreli çalışma sırasında makinenin yapısında meydana gelen değişiklikler.
Güvenli Doğrusal Hızı Artırmanın Pratik Yolları
| Tasarım değişikliği | Neden yardımcı olur? | Kontrol etmek için takas |
|---|---|---|
| Daha büyük bir vida çapı kullanın | Milin bükülme sertliğini ve kritik hızı artırır | Daha yüksek atalet, motor talebi, boyut ve maliyet |
| Desteklenmeyen uzunluğu azaltın | Uzunluk terimin karesi olduğundan kritik hızı büyük ölçüde artırır | Strok, yatak konumu ve somun hareket mesafesi |
| Daha büyük bir uç kullanın | Daha düşük vida devrinde aynı doğrusal hızı üretir | Sürücü torku, çözünürlük, somun tipi ve DN limiti |
| Destek sertliğini iyileştirin | Etkin uç sabitlik katsayısını yükseltir | Rulman ön yüklemesi, hizalaması ve termal genleşmesi |
| Kontrolördeki motor hızını sınırlayın | Kararlı durumu ve komutlu aşırı hızı önler | Gerçek süreç döngü süresi |
| Dönen somun düzeni kullanın | Uzun vidalı şaftı sabit tutar ve şaftın dönmesini önler | Daha karmaşık somun tahriki, yatak ve yağlama yapısı |
Geleneksel döner vida uygulamaları için DLY'leryüksek hızlı vidalı mil seçenekleriistenilen çap, kurşun, hız, strok ve somun yapısına göre incelenebilir. Ürünün izin verilen dönme hızının fiili kurulum için de kontrol edilmesi gerekir.
Dönen şaft kritik hızının ana sınırlama haline geldiği çok uzun bir eksen için,döner somunlu bilyalı vida setisomun dönerken uzun vida milinin sabit kalması nedeniyle dikkate alınabilir.
Kritik Hız Titreşimine Benzeyen Kurulum Sorunları
Yüksek hızdaki her titreşim, hesaplanan kritik hıza ulaşıldığı anlamına gelmez. Benzer belirtiler şunlardan kaynaklanabilir:
- Motor, kaplin, vida ve destek üniteleri arasındaki yanlış hizalama;
- Eğilmiş bir vida mili veya aşırı düzlük hatası;
- Gevşek yatak muhafazaları veya montaj cıvataları;
- Yanlış rulman ön yüklemesi veya kontra somunun sıkılması;
- Dengesiz bir bağlantı veya dönen bileşen;
- Hasarlı top sirkülasyon bileşenleri;
- Makinenin başka bir yerinde servo ayarlama veya yapısal rezonans sorunu.
Tekrarlanabilir bir devirde titreşim meydana gelirse, hızı azaltın ve çalışmaya devam etmeden önce tüm tertibatı kontrol edin. Yalnızca gürültüyü doğrulamak için şiddetli bir rezonans aralığından tekrar tekrar geçmeyin.
Hız Kontrolü İçin Gerekli Bilgiler
Bir bilyalı vidayı kritik hız ve yüksek hızlı çalışma açısından değerlendirmek için aşağıdakileri hazırlayın:
- Bilyalı vida modeli ve nominal çapı;
- Gerçek kök çapı veya komple vida çizimi;
- Müşteri adayı ve iş parçacığı başlangıç sayısı;
- Toplam vida uzunluğu ve desteklenmeyen uzunluk;
- Etkili strok ve gerekli doğrusal hız;
- Sabit ve kayan taraf destek düzenlemesi;
- Motor maksimum hız ve hızlanma profili;
- Çalışma yükü ve kurulum yönü;
- Bilyalı somun tipi ve üretici DN limiti.
Pratik seçimde toplam vida uzunluğu tek başına yeterli değildir. DLY normalde önerilen bilyalı vida konfigürasyonunun uygun olup olmadığını kontrol etmek için etkili vuruşa, destek konumlarına, uç işleme çizimine, ilerlemeye ve hedef hıza ihtiyaç duyar.
Çözüm
Bilyalı vida kritik hızından kaçınmak, hedef doğrusal hız için gereken gerçek rpm'nin hesaplanmasıyla başlar. Bu devir/dakikanın daha sonra şaft kritik hızı, DN limiti, destek yatakları, kaplin ve motor tarafından belirlenen izin verilen değerin altında kalması gerekir.
Uzun veya yüksek hızlı eksenler için en etkili değişiklikler genellikle vida çapının arttırılması, desteklenmeyen uzunluğun azaltılması, uç desteğinin iyileştirilmesi, ucun arttırılması veya vidanın döner somun yapısıyla sabit tutulmasıdır. Nihai tasarım aynı zamanda yük kapasitesi, sağlamlık, doğruluk, hızlanma ve termal genleşme açısından da kontrol edilmelidir.
Bir vidalı milin kritik hızını kontrol etmek için yardıma mı ihtiyacınız var?
Spesifikasyon onayı için vida çapını, ucunu, desteklenmeyen uzunluğu, destek düzenini, hedef doğrusal hızı ve uç işleme çizimini DLY'ye gönderin.
E-posta:dlyexport2@dlybearing.com
