Precàrrega de la guia lineal i precisió del cargol de boles: especificant sense pagar en excés

Mecanitzat de precisió i capacitat d'inspecció

Paraula clau objectiu:classes de precàrrega de guia lineal

Secundària:grau de precisió del cargol de boles C3 C5 C7, precàrrega de guia lineal Z0 ZA ZB, classe de precisió de guia lineal

Meta descripció:Valors reals de precàrrega, taules de classes de precisió i classificacions de càrrega dels catàlegs publicats. Per què el grau de precisió no determina la reacció i com triar la classe que necessita la vostra màquina.

Dues especificacions es copien als dibuixos amb més freqüència que qualsevol altra en moviment lineal: "Cargol de boles C3" i "guies lineals precarregades". Tots dos sonen rigorosos. Cap dels dos és complet, i tots dos costen diners que sovint es malgasten.

Això és el que diuen realment les dades del catàleg publicat.

Classes de precisió de guies lineals

Les guies de ferrocarril perfilades es classifiquen en cinc classes de precisió: normal (C), alta (H), precisió (P), superprecisió (SP) i ultra precisió (UP).

Figura 1. Classes de precisió: les guies intercanviables són més fluixes a la mateixa lletra de classe.

Perno-intercanviablesguies de mides 25, 30 i 35 (unitat: mm):

Per a talles 15 i 20:

Valors de catàleg representatius per a una sèrie de rails perfilats estàndard.

Val la pena fer una pausa en dues coses de l'estructura.

La tolerància passa de bilateral a unilateral a la classe P.Les classes C i H són ±; P, SP i UP són 0 / −x. Això és deliberat - per a conjunts coincidents, el control de la direcció de la desviació permet que els blocs estiguin aparellats de manera previsible. No podeu comparar "±0,04" amb "0/−0,04" com si fossin la mateixa banda de tolerància.

La variació importa més que la tolerància absoluta per a la majoria de màquines."Variació d'alçada H" és la dispersió entre blocs d'un mateix carril. Si tots els vostres blocs tenen 0,03 mm de baix en la mateixa quantitat, calceu el conjunt una vegada. Si es diferencien entre si en 0,03 mm, el carro es balanceja i no hi ha res a calçar.

Intercanviable versus no-intercanviable

La distinció és senzilla: els blocs i els rails intercanviables es poden intercanviar lliurement i la seva precisió arriba fins a la classe P.

Figura 2. Classes de precàrrega com a percentatge de la capacitat de càrrega dinàmica C.

Per a guies intercanviables:

Valors de catàleg representatius, tipus intercanviable.

Compareu la mateixa lletra de classe entre els dos tipus. A la classe H: la variació d'alçada és de 0,015 mm no-intercanviable, 0,02 mm intercanviable. A classe C: 0,02 versus 0,03 mm.

La mateixa lletra de classe significa una tolerància més fluixa a les guies intercanviables.I SP i UP no estan disponibles en absolut - aquells que requereixen conjunts coincidents.

La compensació-és el manteniment. Amb guies intercanviables, podeu demanar un bloc de recanvi en cinc anys i col·locar-lo. Amb un conjunt igualat, perdre un bloc pot significar substituir tot el conjunt. Per a una màquina que estarà en servei durant quinze anys, val la pena tenir-ho en compte en l'etapa de disseny.

Precarrega les classes - la part que s'endevina

La precàrrega s'expressa com a percentatge de la capacitat de càrrega dinàmica bàsica C:

Definicions de classes de precàrrega representatives.

Un avís sobre els codis.Altres sèries de guies fan servir les mateixes designacions Z0/ZA/ZB amb diferents valors:

Tingueu en compte que ZB significa 0,10–0,12C en una sèrie i 0,06–0,08C en l'altra - gairebé un factor de dos.Especifiqueu sempre la sèrie juntament amb el codi de precàrrega, i comproveu el catàleg del producte específic en lloc de suposar que el codi té un significat universal.

Disponibilitat: les guies intercanviables només ofereixen Z0 i ZA. Oferta no-intercanviable Z0, ZA i ZB.

Una precàrrega més alta augmenta la rigidesa i redueix la deflexió sota càrrega. També augmenta la fricció, la generació de calor i l'estrès intern, la qual cosa redueix la vida. La precàrrega no és rigidesa lliure - sinó que consumeix part de la capacitat de càrrega del coixinet de manera permanent. Especifiqueu ZB quan tingueu realment vibració i impacte; especifiqueu Z0 quan la direcció de càrrega és constant i la precisió no és crítica.

Valoracions de càrrega

Blocs de càrrega pesada-, sèrie de carrils perfilats representatius:

Valors de valoració representatius del catàleg.

Detall útil: a la mida 25, el bloc de tipus brida-porta C=32.75 kN i Co=49.44 kN - idèntics al tipus quadrat. La brida versus el quadrat canvia la geometria de muntatge, no la capacitat. Trieu com podeu introduir cargols al carro, no a la càrrega.

El disseny d'arc circular de quatre -files- "ofereix una capacitat de càrrega igual en les direccions radial, radial inversa i lateral", i els punts de contacte a 45 graus ofereixen una capacitat d'auto-alineació: la sèrie "pot absorbir la majoria dels errors d'instal·lació a causa de les irregularitats de la superfície i proporcionar un moviment lineal suau a través de la deformació elàstica dels elements rodants i els punts de contacte de desplaçament".

Aquesta tolerància a l'error de muntatge és real però finita. No té llicència de muntatge de rails en una superfície no mecanitzada.

Precisió del cargol de boles: el grau no significa joc

Aquesta és la concepció errònia més cara de l'especificació del moviment lineal.

Figura 3. Error de recorregut admissible C3 contra C5 per longitud de rosca.

Els graus de precisió provenen de JIS B 1192 / ISO 3408 i hi ha una divisió estructural dins de l'escala: els graus C0 a C5 es defineixen per linealitat i propietat direccional, mentre que C7 a C10 es defineixen per error de distància de recorregut en relació a 300 mm.

C0–C5 són qualificacions de posicionament. C7–C10 són graus de transport, especificats de manera diferent. No són punts en una escala contínua.

Toleràncies publicades per als cargols de posicionament (unitat: µm):

Variació per 300 mm: C3=8 µm, C5=18 µm, Ct7=52 µm, Ct10=210 µm.

Ara les dades de la reacció, que és on es trenca la idea errònia:

Llegeix les files C7. Un cargol C7 enrotllat té un joc de 0,003 mm. Un cargol C7 de terra amb una femella diferent té 0,030 mm - deu vegades més.Mateix grau de precisió.

El grau de precisió descriu l'error de plom al llarg del cargol. La reacció és una propietat de la femella. Especificar "C3" i esperar un joc zero només funciona perquè els cargols C3 solen venir amb femelles precarregades, no perquè C3 signifiqui res sobre el joc.

Especifiqueu tots dos.Grau per a la precisió de posicionament, tipus de femella i precàrrega per al joc.

Elecció de la nota per càlcul

Un exemple treballat mostra el mètode correcte:

Plom 20, carrera 720 mm, precisió requerida ±0,05 mm

Longitud del fil=carrera + longitud de la femella + marge=720 + 62 + 60=842 mm

(marge=plom × 1,5 × 2 extrems=60 mm)

A partir de la taula a 800–1000 mm: C3 dóna ±0,021 mm, C5 dóna ±0,040 mm

C5 compleix ±0,05 mm.C3 és un cost innecessari.

Treballa des de l'exigència, no des de l'hàbit. C5 superior a 800–1000 mm ofereix 40 µm. Si la vostra màquina necessita 50 µm, C3 són diners gastats en una especificació que ningú no mesurarà mai.

Precàrrega del cargol de boles

Dues regles regeixen la precàrrega:

Com que la precàrrega és efectiva fins a aproximadament tres vegades la precàrrega aplicada, la precàrrega òptima és un terç de la càrrega axial màxima".

La precàrrega excessiva afecta negativament la vida útil i la generació de calor. La precàrrega màxima s'ha d'establir al 10% de la capacitat de càrrega dinàmica bàsica (Ca) en la direcció axial".

Un límit inferior establert per la càrrega de treball i un límit superior establert per la classificació del cargol. L'excés de precàrrega genera calor, la calor provoca l'expansió tèrmica del cargol i l'expansió tèrmica és un error de posicionament -, podeu perdre més precisió amb la calor que la que heu obtingut amb la rigidesa.

El benefici de rigidesa: el desplaçament d'un cargol de boles precarregat sota càrrega és la meitat del del mateix cargol sense precàrrega.

Precisió de la superfície de muntatge

El grau de precisió també regula les toleràncies de muntatge. Extensió radial admissible de la circumferència de la femella (µm):

Si la carcassa que porta la femella no està mecanitzada a aquestes xifres, el cargol es carrega en doblegar cada volta. Un cargol C3 en una carcassa descuidada funciona pitjor que un cargol C5 en un de bo, i falla abans.

Llista de verificació d'especificacions

Guies lineals:mida, tipus de bloc (quadrat/brida, estàndard/pesat), classe de precisió, classe de precàrregaamb la sèrie identificada, intercanviables o combinades, longitud del carril i orientació de muntatge.

Cargols de boles:diàmetre i plom, grau de precisió derivat de la precisió de posicionament requerida sobre la longitud real del fil,tipus de femella i especificació de joc per separat, el nivell de precàrrega i les toleràncies de la superfície de muntatge que ha de complir la carcassa.

Preguntes freqüents

Un cargol de boles C3 té zero joc?

No per definició. Els cargols C3 normalment s'envien amb femelles precarregades, que és d'on prové zero joc. Les dades publicades mostren cargols C7 amb joc de 0,003 mm i altres cargols C7 amb 0,030 mm. Especifiqueu la nou.

Quina classe de precàrrega he d'utilitzar?

Z0 per a càrregues de direcció constant-i manipulació general. ZA per a centres de mecanitzat i taules de precisió. ZB on es requereix rigidesa a vibracions i impactes. Comproveu sempre els valors percentuals amb la sèrie específica - els codis no són universals.

Les guies intercanviables són menys precises?

A la mateixa lletra de classe, sí - mesurable. I les classes SP i UP només estan disponibles com a conjunts coincidents no-intercanviables.

El tipus de brida és més fort que el tipus quadrat?

No. Amb la mateixa mida del carril, les classificacions publicades són idèntiques. La diferència és la geometria de muntatge.

La precàrrega més alta pot compensar una superfície de muntatge mal mecanitzada?

No - això empitjora les coses. La precàrrega més la tensió induïda-de muntatge augmenta la fricció, la calor i la càrrega interna, escurçant la vida útil.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology subministra guies lineals, cargols de boles i components de transmissió coincidents. Envieu-nos la precisió de posicionament, la càrrega i la carrera que necessiteu i tornarem a treballar amb la classe de grau i precàrrega en lloc de citar l'especificació més alta disponible.