Bagaimana untuk mengukur kekakuan galas skru bebola?

Kekakuan skru bebola menjejaskan ketepatan kedudukan, kestabilan pemesinan dan tindak balas sistem gerakan linear di bawah beban paksi. Walau bagaimanapun, nilai yang diukur pada paksi yang dipasang tidak ditentukan oleh nat bola sahaja. Aci skru, galas sokongan, perumah galas, pendakap nat dan lekapan ujian semuanya boleh menyumbang kepada anjakan yang diukur.

Atas sebab ini, mengukur kekakuan paksi skru bola memerlukan lebih daripada menggunakan daya dan merekodkan nilai anjakan tunggal. Arah pemuatan, pramuat, keadaan pelekap, suhu dan ubah bentuk peralatan ujian juga mesti dikawal.

Apakah Kekakuan Paksi Skru Bola?

Kekakuan paksi menerangkan rintangan pemasangan skru bebola kepada anjakan kenyal di bawah beban paksi. Dalam julat beban yang ditentukan, ia boleh dinyatakan sebagai:

Kekakuan skru bola biasanya dinyatakan dalam N/μm atau N/mm. Nilai yang lebih tinggi bermakna bahawa anjakan yang kurang elastik berlaku di bawah beban paksi yang sama.

Hubungan beban-anjakan sesentuh bola-ke-alur tidak linear sempurna. Oleh itu, kekakuan biasanya harus dilaporkan untuk julat beban yang ditentukan dan bukannya sebagai satu nilai universal. Bergantung pada tujuan ujian, jurutera boleh menggunakan sama ada:

• Kekakuan bahagian:perubahan beban dibahagikan dengan jumlah perubahan anjakan pada selang waktu tertentu.
• Kekakuan tangen:cerun tempatan bagi lengkung beban–anjakan pada beban kendalian tertentu.

Komponen yang Mempengaruhi Kekakuan yang Diukur

Apabila paksi skru bola lengkap diuji, hasil yang diukur mewakili kekukuhan gabungan beberapa komponen:

• Nat skru bola dan sesentuh bola-ke-lumba
• Sambungan paksi atau mampatan aci skru
• Susunan galas sisi tetap dan sisi disokong
• Perumah kacang dan pendakap pelekap
• Perumahan galas dan struktur mesin
• Lekapan ujian, sel beban dan susunan pelekap sensor

Unsur-unsur ini berkelakuan lebih kurang seperti mata air yang disambung secara bersiri. Kekakuan paksi gabungan boleh diwakili oleh:

Ini menjelaskan mengapa paksi yang dipasang mungkin mempunyai kekakuan yang jauh lebih rendah daripada nilai ketegaran teori yang disenaraikan untuk nat bola sahaja.

Ujian Beban Statik

Pemuatan paksi statik adalah kaedah paling langsung untuk mengukur kekakuan skru bola. Skru bola dipasang dalam lekapan ujian atau dalam susunan mesin sebenar, dan daya paksi terkawal digunakan semasa anjakan yang terhasil direkodkan.

Peralatan Diperlukan

• Bingkai ujian yang tegar
• Peranti pemuatan hidraulik, pneumatik, dipacu skru atau elektromekanikal
• Sel beban yang ditentukur
• LVDT, sensor anjakan laser atau penunjuk dail resolusi tinggi
• Penderia suhu apabila kesan haba boleh mempengaruhi hasilnya

Prosedur Ujian yang Disyorkan

1. Pasang skru bola dalam susunan sokongan yang dimaksudkan.Rekod sama ada ia menggunakan pelekap tetap-tetap, disokong tetap atau bebas tetap.
2. Jajarkan paksi pemuatan.Daya yang dikenakan hendaklah sepusat dengan paksi skru untuk mengelakkan lenturan daripada dimasukkan ke dalam bacaan anjakan.
3. Pasang penderia anjakan berdekatan dengan antara muka yang diukur.Mengukur merentasi komponen lekapan yang tidak perlu akan menambahkan ubah bentuknya kepada hasilnya.
4. Sapukan beban tempat duduk yang kecil.Ini membantu menyelesaikan hubungan dan mengurangkan ralat yang disebabkan oleh tempat duduk yang tidak lengkap atau pelepasan pelekap.
5. Muatkan pemasangan dalam kenaikan terkawal.Rekod daya dan anjakan pada setiap langkah tanpa melebihi beban operasi yang ditetapkan atau beban paksi yang dibenarkan.
6. Putuskan pemasangan dalam kenaikan yang sama.Membandingkan lengkung pemuatan dan pemunggahan boleh mendedahkan tindak balas, histerisis, geseran atau pergerakan dalam lekapan.
7. Ulangi ujian dalam arah paksi yang bertentangan.Keputusan dua hala adalah penting untuk menilai pramuat dan kelegaan paksi.
8. Kira kekukuhan pada julat beban yang berkaitan.Julat yang dipilih hendaklah sepadan dengan beban kerja sebenar mesin.

Cara Mentafsir Lengkung Beban–Sesaran

Skru bola pramuat biasanya menghasilkan lengkung anjakan beban yang licin dengan anjakan yang agak kecil berhampiran titik pembalikan beban. Zon mati yang boleh dilihat di sekitar beban sifar mungkin menunjukkan kelegaan paksi, bahagian pelekap longgar atau pergerakan antara nat dan pendakapnya.

Jika lengkung pemuatan dan pemunggahan tidak mengikut laluan yang sama, perbezaannya ialah histerisis. Punca yang mungkin termasuk geseran kedap, rintangan pelincir, sedikit salah jajaran, penyelesaian sentuhan atau ubah bentuk dalam struktur pelekap.

Oleh kerana kekakuan berubah dengan beban, laporan ujian harus menyertakan keluk anjakan beban yang lengkap apabila mungkin. Sekurang-kurangnya, ia harus menyatakan:

Kekakuan dan unit yang diukur

Julat beban yang digunakan untuk pengiraan

Arah pemuatan

Model skru bebola dan keadaan pramuat

Panjang skru dan kedudukan nat

Susunan galas sokongan

Suhu ujian dan keadaan pelinciran

Mengasingkan Kekakuan Skru Bola Daripada Ubah Bentuk Lekapan

Ralat pengukuran biasa adalah menganggap jumlah pergerakan rangka ujian sebagai ubah bentuk skru bola. Malah lekapan yang kelihatan tegar boleh melencong di bawah beban paksi yang besar.

Pematuhan lekapan boleh ditentukan melalui penentukuran atau dengan menguji komponen rujukan dengan kekukuhan yang lebih tinggi. Anjakan lekapan pada setiap beban kemudiannya boleh ditolak daripada jumlah anjakan terukur:

Untuk paksi mesin yang dipasang, penderia juga boleh diletakkan pada antara muka yang berbeza untuk mengenal pasti tempat anjakan berlaku. Sebagai contoh, mengukur antara aci skru dan perumah nat memfokuskan lebih dekat pada pemasangan nat, manakala mengukur pergerakan meja berbanding dengan tapak mesin termasuk keseluruhan struktur suapan.

Ujian Kekakuan Dinamik

Ujian statik menilai ubah bentuk di bawah beban yang dikenakan secara perlahan. Ujian dinamik digunakan apabila getaran, resonans dan tindak balas servo adalah penting. Pemasangan mungkin teruja menggunakan tukul impak, penggoncang atau input motor terkawal semasa daya, pecutan atau anjakan diukur.

Analisis modal boleh mengenal pasti frekuensi semula jadi, redaman dan bentuk mod. Walau bagaimanapun, frekuensi semula jadi sahaja tidak memberikan kekakuan skru bola melainkan jisim bergerak yang berkesan dan keadaan sempadan juga diketahui. Untuk sistem satu darjah kebebasan yang dipermudahkan:

di sini,mialah jisim berkesan danf_nialah frekuensi semula jadi. Sistem suapan skru bola sebenar biasanya mempunyai beberapa mod getaran, jadi keputusan dinamik harus ditafsirkan menggunakan model sistem yang sesuai.

Anggaran Analitik

Kekakuan skru bola juga boleh dianggarkan sebelum ujian fizikal. Pengiraan boleh termasuk ubah bentuk sentuhan Hertzian antara bola dan raceway, ubah bentuk paksi aci skru, ketegaran galas sokongan dan ubah bentuk struktur pelekap.

Analisis unsur terhingga boleh berguna untuk menilai perumah dan kurungan kompleks, tetapi ketepatannya bergantung pada keadaan sentuhan realistik, sifat bahan, pramuat dan keadaan sempadan. Oleh itu, nilai analisis harus disahkan terhadap data ujian apabila ketepatan kedudukan adalah kritikal.

Faktor Yang Mesti Dikawal Semasa Pengujian

Pramuat dan Kelegaan Paksi

Pramuat mengurangkan kelegaan paksi dan meningkatkan ketegaran nat dengan mengekalkan sentuhan antara bola dan laluan perlumbaan. Walau bagaimanapun, pramuat berlebihan meningkatkan geseran, penjanaan haba dan beban dalaman, yang mungkin memendekkan hayat perkhidmatan. Keadaan pramuat yang digunakan semasa ujian hendaklah sepadan dengan keadaan operasi yang dimaksudkan.

Panjang Skru dan Kedudukan Nat

Aci skru meregang atau memampatkan di bawah beban paksi. Sumbangannya kepada jumlah anjakan bertambah dengan panjang aci berkesan dan berkurangan apabila diameter akar bertambah. Akibatnya, kekakuan yang diukur dengan nat berhampiran satu hujung skru mungkin berbeza daripada kekakuan yang diukur pada kedudukan lain.

Galas Sokongan

Jenis, susunan dan pramuat galas sokongan secara langsung mempengaruhi kekakuan sistem. Susunan tetap-tetap biasanya berkelakuan berbeza daripada pelekap tetap-disokong atau tetap-bebas. Ketegaran perumahan galas dan kesesuaian hujung aci juga mesti dipertimbangkan.

Padanan bekalan DLYunit sokongan skru bebolauntuk susunan hujung aci dan pemasangan yang berbeza.

Suhu

Perubahan suhu boleh mengubah pramuat, panjang skru dan muat galas. Benarkan peralatan pemasangan dan pengukur mencapai suhu yang stabil sebelum ujian. Suhu juga perlu direkodkan apabila membandingkan ukuran yang diambil pada masa yang berbeza.

Pelinciran

Pelinciran mempunyai pengaruh langsung yang lebih besar pada geseran, suhu dan histerisis daripada pada kekukuhan elastik asas komponen keluli. Untuk mendapatkan hasil yang boleh berulang, gunakan pelincir yang ditentukan dan pastikan jenis, jumlah dan pengedaran pelincir konsisten antara ujian.

Kesimpulan

Cara paling praktikal untuk mengukur kekakuan paksi skru bola adalah dengan menggunakan beban paksi terkawal dan merekodkan anjakan yang sepadan dalam kedua-dua arah. Keputusan yang tepat memerlukan penjajaran yang teliti, beban yang ditentukur dan penderia anjakan, julat beban yang jelas dan pampasan untuk ubah bentuk lekapan.

Apabila paksi suapan lengkap diukur, hasilnya mewakili kekukuhan gabungan nat bebola, aci skru, galas sokongan, kurungan dan struktur mesin. Komponen ini harus dinilai secara berasingan apabila kekakuan yang diukur adalah lebih rendah daripada yang dijangkakan.

Untuk pemilihan skru bola, pilihan pramuat atau keperluan pemesinan hujung aci, lihat DLYjulat skru bolaatau hantarkan kepada kami diameter skru, plumbum, lejang, beban dan susunan pelekap anda.

← Kembali ke Blog DLY