Bilyalı vidanın geriye doğru sürülmesi, harici bir eksenel kuvvetin somunu veya vidayı itmesi ve vida sisteminin dönmesine neden olması durumunda meydana gelir. Motorun dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürmesi yerine yük, doğrusal hareketi tekrar dönüşe dönüştürür.
Bu davranış özellikle dikey eksenlerde, kaldırma ekipmanlarında ve dış itmeye maruz kalan mekanizmalarda önemlidir. Güç kesilirse ve uygun bir tutma cihazı yoksa yük aşağı doğru hareket edebilir ve bilyalı vidayı, motoru ve aktarma bileşenlerini döndürebilir.
Bilyalı vida yuvarlanma teması kullandığından ve nispeten düşük sürtünmeye sahip olduğundan, normalde kendi-kilitlenen bir bileşen olarak ele alınmamalıdır. Bu nedenle pratik mühendislik sorusu yalnızca geri sürüşün mümkün olup olmadığı değil, aynı zamanda yük tarafından üretilen torkun tüm tahrik sisteminin direncinden ve mevcut tutma torkundan daha büyük olup olmadığıdır.
Geri Sürüşe Neden Olan Nedir?
Normal çalışma sırasında motor torku vidayı döndürür ve eksenel hareket üretir. Geri sürüş sırasında enerji aktarımının yönü tersine çevrilir. Bilye temas yolu boyunca eksenel bir kuvvet etki eder ve vida milinde dönme torku üretir.
Yatay bir makinede bu eksenel kuvvet bir yaydan, proses kuvvetinden, basınçtan veya dış darbeden kaynaklanabilir. Dikey bir eksende yerçekimi, hareketli kütleye sürekli olarak eksenel kuvvet uygular. Tahrik torku veya fren kaldırıldığında bu kuvvet vidanın dönmesine neden olabilir.
Geri Tahrik Torku Formülü
Bilyalı vida milinde harici bir eksenel yük tarafından üretilen yaklaşık tork aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
- TbN·m cinsinden geri sürüşün ürettiği=tork
- FBilyalı vidaya etki eden=eksenel kuvvet, N cinsinden
- L= vidalı mil ucu, mm/dev cinsinden
- ηb= tahmini geri-verimlilik artışı
- 2πBir devir ile açısal hareket arasında=dönüşüm
- 1000Milimetreden metreye=dönüşüm
Geriye-yönelik verimlilik, otomatik olarak ileri verimlilikle aynı şey değildir. Bu, bilyalı vida tasarımına, ön yüke, yağlamaya, contalara, montaj koşuluna ve çalışma durumuna bağlıdır. Nihai fren veya güvenlik-sistemi seçimi için, yalnızca varsayılan bir verimlilik değerine güvenmek yerine, doğrulanmış ürün verilerini kullanın ve tüm şanzımanın direncini göz önünde bulundurun.
Hesaplama Örneği
1.000 N eksenel yüke maruz kalan bir bilyalı vidayı düşünün. Vida ucu 10 mm'dir ve ilk mühendislik hesaplaması için 0,80'lik tahmini geri sürüş verimliliği kullanılmıştır.
Verilen değerler:
- F = 1,000 N
- L=10 mm/dev
- ηb = 0.80
Tb = 1,000 × 10 × 0.80 ÷ (2π × 1000)
Tb ≈ 1.27 N·m
Bu örnekte eksenel yük, diğer sistem kayıpları dikkate alınmadan önce vida milinde yaklaşık 1,27 N·m üretebilir. Bu değer otomatik olarak son fren spesifikasyonu değildir. Fren seçiminde ayrıca yük değişimi, hızlanma, aktarma oranı, fren konumu, izin verilen durma mesafesi, aşınma, sıcaklık, montaj yönü ve gerekli güvenlik marjı dikkate alınmalıdır.
Riski Artırma-Nasıl Geri Dönülür?
Basitleştirilmiş bir ön karşılaştırma şu şekilde ifade edilebilir:
| Karşılaştırmak | Muhtemel sonuç | Gerekli eylem |
|---|---|---|
| Yükte-oluşturulan tork, sistem direncini aşıyor | Eksen sürücüyü geri alabilir | Kontrollü tutma veya frenleme sağlayın |
| Tutma torku, hesaplanan geri-sürüş torkunun yalnızca biraz üzerindedir | Küçük değişiklikler harekete neden olabilir | Güvenlik marjını ve en kötü-durum yükünü inceleyin |
| Doğrulanmış fren torku tasarım gerekliliklerini aşıyor | Fren, ekseni tasarlandığı gibi tutabilir | Fren tepkisini, aşınma ve arıza davranışını doğrulayın |
Sistem direnci, bilyalı vida sürükleme torkunu, conta direncini, destek-yatak sürtünmesini, dişli kutusu direncini ve motorla-ilgili torku içerebilir. Ancak bu değerler yağlama, sıcaklık, aşınma ve montaj durumuna göre değişebilir. Bu nedenle, ölçülen sürtünme, kontrolsüz hareketin tehlike oluşturabileceği durumlarda pozitif etki gösteren bir tutma cihazının yerini almamalıdır.
Geri Sürüşü Arttıran Faktörler
Daha Yüksek Eksenel Yük
Geri{0}}tahrik torku eksenel kuvvetle doğru orantılı olarak artar. Dikey bir sistemde hesaplama, hareketli kütleyi ve yük yönünde etki eden diğer kuvvetleri içermelidir. Dinamik yükler, proses kuvvetleri ve beklenmeyen etkiler normal statik yükten daha yüksek olabilir.
Daha Büyük Vidalı Uç
Daha büyük bir uç, aynı eksenel yükten daha fazla şaft torku üretir. Örneğin, yük ve verimlilik değişmeden kalırsa, 5 mm'lik bir ilerlemeden 10 mm'lik bir ilerlemeye geçiş, hesaplanan geri-tahrik torkunu yaklaşık olarak iki katına çıkarır.
Lead seçiminde yine de hız, motor torku ve konumlandırma gereklilikleri dikkate alınmalıdır. Daha küçük bir uç, geri sürüşün ürettiği torku azaltabilir ancak bağımsız bir güvenlik kilidi olarak değerlendirilmemelidir.
Düşük Mekanik Direnç
Verimli yağlama,-düşük dirençli contalar ve doğru şekilde hizalanmış rulmanlar, düzeneği hareket ettirmek için gereken torku azaltır. Bunlar arzu edilen çalışma özellikleridir, ancak aynı zamanda vidayı geri çakmak için daha az eksenel kuvvet gerekebileceği anlamına da gelir.
Motor Tutma Torku Kaybı
Güçle çalışan bir motor, normal çalışma sırasında yük hareketine direnç gösterebilir. Bir elektrik kesintisi, acil durdurma, sürücü alarmı veya kablo arızası sırasında bu aktif tutma torku kaybolabilir. Makine tasarımı, bu koşulların her biri altında yüke ne olacağını tanımlamalıdır.
Geri Sürüşü Kontrol Etmenin Yolları
Motor Freni
Sabit bir dikey ekseni tutmak için genellikle fren-donatılmış bir servo veya step motor kullanılır. Fren, özellikle bu görev için tasarlanmadığı sürece, genellikle tekrarlanan dinamik durdurma yerine tutma amaçlıdır. Fren torku, frenin takıldığı gerçek şaftta kontrol edilmelidir.
Mekanik Kilit
Mekanik kilit, emniyet somunu, kelepçe veya kilitleme pimi bağımsız bir tutma işlevi sağlayabilir. Bu, personelin tehlikeli alana girebileceği veya düşen yükün ciddi ekipman hasarına neden olabileceği durumlarda gerekli olabilir.
Dengeleme
Karşı ağırlık, gazlı yay, pnömatik silindir veya başka bir dengeleme mekanizması, bilyalı vidaya etki eden net eksenel kuvveti azaltabilir. Etkin yükün azaltılması, tutma sisteminin dayanması gereken torku da azaltır.
İletim Azaltma
Bir kayış veya dişli kutusu, motor-yan freninin gördüğü torku ve hızı değiştirir. Bir redüksiyon mekanizması kullanıldığında, fren milindeki torku hesaplayın ve iletim verimliliğini de dahil edin. Aktarım oranını dikkate almadan, vida-mil arkası-tahrik torkunu doğrudan motor-fren torkuyla karşılaştırmayın.
Daha Küçük Kurşun
Daha küçük bir ucun seçilmesi, aynı eksenel yük için hesaplanan geri{0}}tahrik torkunu azaltır. Ancak aynı zamanda gerekli vida hızını, motor torkunu ve devir başına doğrusal ilerlemeyi de değiştirir. Bu nedenle kurşun, bir frenin yerine geçmek yerine, komple hareket tasarımının bir parçası olarak seçilmelidir.
Ön Yükleme Neden Güvenlik Freni Değildir?
Somun ön yükünün arttırılması iç direnci artırır ve küçük bir dış kuvvet altında hareket etme eğilimini azaltabilir. Ancak ön yükleme aynı zamanda sürücü torkunu, sıcaklığını ve hizalama hatalarına karşı hassasiyeti de artırır. Ana amaçları boşluk kontrolü ve eksenel sağlamlıktır, başarısız-güvenli yük tutma değil.
Servis sırasında ön yük ve yağlama durumu değişebilir. İlk test sırasında sabit kalan dikey eksen alıştırma, yeniden yağlama veya aşınma sonrasında hareket etmeye başlayabilir. Bu nedenle tutma stratejisi, belirsiz iç sürtünme yerine doğrulanmış bir frene veya mekanik güvenlik cihazına dayanmalıdır.
Geri{0}}Drive Kontrolü için Gerekli Bilgiler
Geri sürüş torkunu-hesaplamadan veya bir tutma sistemi seçmeden önce aşağıdaki verileri doğrulayın:
- Hareketli kütle ve proses kuvveti dahil maksimum eksenel yük
- Bilyalı vida çapı ve kurşun
- Dikey, eğimli veya yatay montaj yönü
- Hareketli vida veya hareketli somun yapısı
- Doğrudan tahrikli, kayış tahrikli veya dişli kutusu oranı
- Motor ve fren tutma torku
- Güç kaybı sırasında gerekli durma ve tutma davranışı
- Dengeleme veya bağımsız mekanik kilit ihtiyacı
Dik bir mekanizmadaki yük davranışının daha geniş bir açıklaması için bkz.dikey bir yükü tutmak için bilyalı vida kullanma. Ayrıca kurşun ile çalışma hızı arasındaki ilişkiyi de inceleyebilirsiniz.yüksek-hızlı bilyalı vida seçimi.
Çözüm
Bilyalı vidanın geri sürüşü, eksenel hareketin vida dönüşüne ters çevrilmesidir. Bunun olasılığı ve ciddiyeti temel olarak eksenel kuvvete, vida ucuna, geri-sürüş verimliliğine ve tüm tahrik sisteminin direncine bağlıdır.
Yükün-oluşturduğu torkun hesaplanması yararlı bir başlangıç noktası sağlar ancak güvenlik değerlendirmesini tamamlamaz. Dikey ve güvenlik-kritik eksenleri, uygun şekilde seçilmiş bir tutma cihazı içermeli ve maksimum yük, güç-kaybı ve bileşen-arızası koşulları altında değerlendirilmelidir.
DLY, haddelenmiş C7 ve öğütülmüş C5 tedarik ederbilyalı vidalarfarklı çaplar, uçlar, somun yapıları ve mil ucu-işleme seçenekleriyle. Yük yönü, hız, ilerleme, doğruluk ve tutma gereksinimleri seçimden önce onaylanmalıdır.
