Rotirajuća kuglična matica u odnosu na standardnu ​​kugličnu maticu: Koji sustav biste trebali koristiti?

U standardnom sustavu s kugličnim vijkom, osovina vijka rotira dok je kuglasta matica spriječena da se okreće i kreće se linearno sa stolom stroja. U sustavu s rotirajućom maticom, osovina vijka ostaje nepomična dok se poduprta jedinica kuglične matice okreće i putuje duž osovine.

Dizajn rotirajuće matice uglavnom je odabran za dugohodne i brze osovine gdje bi rotiranje dugačke vijčane osovine moglo stvoriti probleme s kritičnom brzinom, vibracijama ili zakretanjem vijka. Za kratke i srednje vožnje, standardni sustav s rotirajućim vijcima obično je jednostavniji i ekonomičniji.

Kako se pomiču sustavi dvaju kugličnih vijaka

Standardni sustav rotirajućih vijaka

U konvencionalnoj osovini s kugličnim vijkom, motor rotira osovinu vijka kroz spojku, remenicu ili mjenjač. Okretanje kuglaste matice je spriječeno njezinom vezom s pokretnim stolom. Dok se vijak okreće, matica i stol putuju duž osi vijka.

Nazvati ovo "fiksnom kuglastom maticom" može dovesti u zabludu. Matica je fiksirana protiv okretanja, ali nije fiksirana protiv linearnog kretanja.

Sustav rotirajućih kuglastih matica

U sustavu s rotirajućom maticom, osovina vijka je ugrađena kao nepokretna komponenta. Kuglična matica je oslonjena unutar kućišta ležaja i pogonjena kroz remenicu, remen, zupčanik ili drugu prijenosnu strukturu.

Kako se matica okreće u odnosu na nepokretni vijak, cijela jedinica matice putuje duž osovine vijka i pomiče pričvršćeni nosač.

Rotirajuća kuglasta matica u odnosu na standardnu ​​kuglastu maticu

Prednosti sustava rotirajućih kuglastih matica

Smanjeno mućenje dugim vijkom

Dugi rotirajući vijak može se savijati i vibrirati dok se njegova brzina vrtnje približava rasponu kritične brzine. Budući da osovina vijka ostaje nepomična u dizajnu s rotirajućom maticom, sustav izbjegava kritično ograničenje brzine koje nastaje rotiranjem cijele duge osovine.

To ne znači da rotirajuća matica ima neograničenu brzinu. Potporni ležajevi, cirkulacija kuglice, podmazivanje, brtve, brzina remenice, kapacitet motora i stvaranje topline još uvijek ograničavaju dopuštenu radnu brzinu.

Niža rotacijska inercija pogonskog elementa

U standardnom sustavu, motor mora ubrzavati i usporavati cijelo vratilo vijka. Rotacijska inercija postaje značajnija kako se promjer i duljina vijka povećavaju.

Sustav s rotirajućom maticom okreće lokaliziraniji sklop. To može poboljšati reakciju ubrzanja kod stroja s dugim hodom, iako povećana linearna pokretna masa kućišta matice i pogonskih dijelova također mora biti uključena u odabir motora.

Više nezavisnih pokretnih jedinica

Stacionarno vijčano vratilo može podržati dvije ili više jedinica rotirajuće matice kada konstrukcija stroja zahtijeva neovisna kolica ili više radnih stanica. Svaka jedinica matice zahtijeva vlastiti pogon, kontrolu i sustav za sprječavanje sudara.

Pojednostavljeni podupirač dugog vijka

Budući da se vijak ne okreće, raspored na kraju osovine ne mora prenositi moment motora na isti način kao konvencionalni dizajn s rotirajućim vijkom. Stvarna metoda pričvršćivanja još uvijek mora podržavati aksijalnu silu, održavati poravnanje i kontrolirati toplinsko ponašanje.

Ograničenja i zahtjevi dizajna

Matica zahtijeva sustav vanjskih ležajeva

Standardna kuglasta matica nije dizajnirana da funkcionira kao nepodržano rotirajuće vreteno. Sklop rotacijske matice zahtijeva ležajeve koji podržavaju rotaciju i aksijalnu silu, kruto kućište, precizna sučelja i odgovarajući pogonski priključak.

Usklađivanje pogona postaje složenije

Os ležaja matice, osovina vijka, remen ili pogon zupčanika i pomični stol moraju ostati ispravno poravnati. Neusklađenost može povećati obrtni moment, opterećenje ležaja, vibracije i neravnomjerno trošenje klizne staze.

Pokretni sklop može biti teži

Kolica će možda trebati nositi kućište matice, potporne ležajeve, remenicu, štitnik remena i ponekad motor. Ove komponente povećavaju pokretnu masu i mogu utjecati na ubrzanje, odabir linearne vodilice i krutost okvira stroja.

Toplina je koncentrirana oko jedinice matice

Toplinu mogu generirati recirkulirajuće kuglice, brtve, rotacijski potporni ležajevi i pogonske komponente. Podmazivanje, predopterećenje ležaja, radna brzina i rasipanje topline stoga se moraju razmatrati zajedno.

Viši trošak mora biti opravdan prijavom

Rotirajuća matica obično košta više od standardne matice jer je dio oslonjenog rotacijskog sklopa. Za više detalja o strukturi troškova vidiJesu li rotirajuće kuglaste matice skupe?.

Koji sustav kuglastih matica odabrati?

Odaberite sustav rotirajućih matica kada:

• Os ima dug efektivni hod.
• Potrebna brzina bi postavila rotirajući dugi vijak blizu njegove kritične granice brzine.
• Lupanje vijka ili vibracije glavni su problem dizajna.
• Sustav zahtijeva nekoliko neovisno vođenih kolica na jednoj vijčanoj osovini.
• Stroj može primiti kućište rotacijske matice i pogonske komponente.
• Prednost izvedbe opravdava dodatne troškove i rad na instalaciji.

Odaberite standardni sustav rotirajućih vijaka kada:

• Hod i duljina vijka su kratki ili umjereni.
• Izračunata radna brzina ostaje sigurno ispod kritične brzine vijka.
• Prikladan je standardni BK/BF, FK/FF ili EK/EF nosač.
• Jednostavna instalacija i održavanje su prioriteti.
• Niži troškovi sustava su važni.
• Stroj ne zahtijeva neovisno kretanje više matica.

Nijedna struktura nije automatski točnija. Izvedba konačnog pozicioniranja ovisi o točnosti izvoda vijka, prednaprezanju ili zazoru matice, krutosti nosača, poravnanju instalacije, toplinskom ponašanju, krutosti okvira stroja i kontroli povratne sprege.

Za odabir modela navedite promjer vijka, visinu, ukupnu duljinu, efektivni hod, brzinu, ubrzanje, aksijalno opterećenje, zahtjev za točnost, orijentaciju montaže, raspoloživ prostor za ugradnju i predloženi raspored pogona.