Paksi mesin menegak mungkin berhenti dengan tepat semasa motor dikuasakan dan masih menjadi tidak selamat apabila kuasa dikeluarkan. Sebabnya mudah: skru bola boleh menyokong dan menggerakkan beban menegak apabila ia bersaiz betul, tetapi sentuhan bergulingnya yang cekap biasanya membenarkan beban memacu skru secara terbalik.
Untuk menegakskru bolapaksi, kapasiti beban dan pegangan beban adalah dua soalan reka bentuk yang berbeza. Skru, nat, galas sokongan dan motor mesti membawa daya kendalian, manakala brek atau peranti bebas lain mesti mengawal pergerakan ke bawah yang tidak diingini semasa kehilangan kuasa, berhenti kecemasan atau kerosakan pemanduan.
Perbezaan ini penting dalam paksi CNC Z, meja angkat, stesen pembungkusan menegak, peralatan pemeriksaan, mesin pemasangan dan sistem lain di mana graviti bertindak secara berterusan pada jisim bergerak.
Keupayaan Beban Menegak
Skru bola boleh membawa dan meletakkan beban menegak dalam had beban paksi, hayat, kelajuan dan ketegarannya. Walau bagaimanapun, ia biasanya tidak boleh dianggap sebagai-peranti penguncian sendiri. Apabila tork pemacu hilang, graviti menggunakan daya paksi pada nat. Kerana sentuhan bergolek menghasilkan geseran yang rendah, daya paksi itu boleh menjana tork terbalik dan memutar skru.
Jawapan praktikal:skru bola boleh membawa beban menegak, tetapi paksi lengkap memerlukan kaedah pegangan beban yang disahkan-jika penurunan yang tidak terkawal boleh merosakkan mesin atau mencederakan seseorang.
Tork pegangan motor boleh mengekalkan kedudukan sementara pemacu kekal bertenaga. Ia tidak memberikan perlindungan yang sama selepas kehilangan kuasa elektrik. Begitu juga, nat pramuat meningkatkan ketegaran paksi dan mengurangkan tindak balas, tetapi ia tidak menjadikan skru bola terkunci sendiri- dengan pasti.
Mengapa Pemanduan Belakang Berlaku
Skru bola direka untuk menukar putaran motor kepada gerakan linear yang cekap. Mekanisme yang sama boleh berfungsi secara terbalik: daya paksi pada nat boleh menghasilkan putaran pada aci skru. Ini dikenali sebagai pemanduan belakang.
Kecenderungan untuk memacu belakang dipengaruhi oleh beberapa faktor:
- plumbum:plumbum yang lebih besar biasanya menghasilkan lebih banyak tork terbalik untuk beban paksi yang sama.
- Kecekapan terbalik:sentuhan berguling yang cekap menjadikan gerakan songsang lebih mudah berbanding dengan skru gelongsor geseran tinggi-tinggi.
- Jisim bergerak:meja, perkakas, bahan kerja dan mekanisme yang dipasang semuanya menyumbang kepada beban graviti.
- Pecutan dan nyahpecutan:daya dinamik boleh melebihi daya yang disebabkan oleh graviti sahaja.
- Daya proses luaran:daya memotong, menekan atau mengendalikan boleh bertindak dengan atau melawan graviti.
- Memandu-kehilangan kereta api:pengedap, galas, pemandu dan motor menambah rintangan, tetapi rintangan berubah ini tidak boleh digunakan sebagai brek keselamatan.
Arah benang tidak menyelesaikan masalah. Skru-tangan kiri membalikkan hubungan antara putaran skru dan perjalanan nat, tetapi graviti masih boleh memacunya ke belakang dalam arah putaran yang sepadan.
Daya Graviti dan Tork Songsang
Anggaran pertama ialah daya ke bawah yang dicipta oleh jumlah jisim bergerak:
di mana Fgialah daya graviti dalam newton, m ialah jumlah jisim bergerak dalam kilogram dan g ialah lebih kurang 9.81 m/s².
Anggaran tork terbalik pada aci skru kemudiannya boleh dinyatakan sebagai:
di mana Tbelakangialah tork terbalik dalam N·m, F ialah daya paksi dalam newton, P ialah plumbum skru dalam meter setiap pusingan dan ηradalah kecekapan terbalik.
Sebagai contoh, himpunan bergerak 120 kg menghasilkan kira-kira 1,177 N daya graviti. Dengan petunjuk 10 mm dan kecekapan terbalik yang diandaikan sebanyak 0.85, anggaran daya kilas yang dijana-graviti ialah kira-kira 1.59 N·m:
Ini hanyalah anggaran graviti. Saiz brek dan motor juga mesti mengambil kira pecutan, daya proses, nisbah penghantaran, inersia komponen, variasi kecekapan, masa berhenti yang diperlukan dan faktor keselamatan yang sesuai. Brek yang dipilih mesti disemak menggunakan tork pegangan yang dibenarkan pengilangnya,-tugas henti kecemasan, masa penglibatan dan data hayat-kehidupan.
Muatkan-Kaedah Menahan
| Kaedah | Fungsi Utama | Had Penting |
|---|---|---|
| Servo memegang tork | Mengekalkan kedudukan terkawal semasa pemacu dikuasakan dan mengawal motor. | Bukan peranti penahan kuasa-yang bebas. |
| Brek pegang motor | Memegang paksi selepas motor berhenti atau kuasa dikeluarkan. | Banyak brek menahan tidak bertujuan untuk menyerap-perhentian kelajuan penuh berulang. |
| Brek paksi atau pengapit | Bertindak terus pada paksi atau rel yang bergerak dan boleh memberikan sekatan bebas. | Pemasangan, pemantauan pelepasan dan tenaga berhenti yang dibenarkan mesti disahkan. |
| Pengimbang atau pengimbang | Mengurangkan beban graviti bersih, tork motor dan permintaan pegangan brek. | Ia mengurangkan ketidakseimbangan tetapi tidak menyediakan fungsi keselamatan yang lengkap secara automatik. |
| Peranti keselamatan sekunder | Menangkap atau menahan beban jika pemacu utama atau brek gagal. | Kesesuaiannya bergantung pada penilaian risiko mesin dan prestasi keselamatan yang diperlukan. |
Urutan kawalan biasa adalah untuk memastikan servo sentiasa bertenaga semasa brek dilepaskan, menggerakkan paksi, berhenti di bawah kawalan servo, gunakan brek dan hanya kemudian keluarkan tork motor. Melepaskan brek sebelum motor telah menetapkan tork pegangan boleh membenarkan penurunan yang singkat tetapi merosakkan. Logik pemasaan dan maklum balas harus disahkan semasa pentauliahan di bawah beban maksimum yang dijangkakan.
Keadaan Daya Paksi Menegak
Pengiraan paksi-menegak yang betul memisahkan keadaan operasi yang berbeza dan bukannya memeriksa berat statik sahaja.
| keadaan | Paksa Pertimbangan | Semakan Reka Bentuk |
|---|---|---|
| Pegun | Graviti dan sebarang daya proses yang berterusan | Kapasiti pegangan brek dan beban paksi statik |
| Mempercepatkan ke atas | Graviti ditambah daya pecutan dan geseran | Tork motor puncak dan beban skru maksimum |
| Bergerak pada kelajuan tetap | Graviti, geseran dan daya proses | Tork motor berterusan dan tugas terma |
| Pergerakan ke bawah dikawal | Graviti memacu paksi manakala motor mengawal penurunan | Operasi penjanaan semula, kapasiti pemacu dan kawalan lebih laju |
| Kehilangan kuasa atau kerosakan | Daya graviti tidak terkawal sehingga sekatan terlibat | Tindak balas brek, jarak berhenti dan perlindungan sekunder |
Purata beban paksi sepanjang kitaran tugas digunakan untuk pengiraan hayat skru bola, manakala beban operasi tertinggi mesti kekal dalam had statik dan dinamik yang berkenaan. Ini adalah berasingan daripada pengiraan brek-pegangan.
Orientasi Skru dan Sokongan Akhir
Apabila susun atur mesin membenarkannya, meletakkan galas tetap dan hujung pemacu di atas nat yang bergerak boleh mengekalkan lebih banyak skru dalam ketegangan di bawah graviti. Skru yang dimuatkan terutamanya dalam tegangan tidak tertakluk kepada lengkokan lajur dengan cara yang sama seperti skru panjang yang ditolak dalam mampatan.
Jika beban menegak meletakkan aci dalam mampatan, diameter akar, panjang tidak disokong dan keadaan sokongan-hujung mesti diperiksa. Ini diliputi secara berasingan dalampengiraan lekuk skru bola. Skru juga mesti diperiksa untuk kelajuan kritikal, sokongan-kapasiti galas dan penjajaran.
Susunan skru-berputar biasa menggunakan unit galas tetap pada hujung pemacu untuk mengawal kedudukan paksi dan jejari, dengan galas penyokong di hujung bertentangan untuk membenarkan putaran yang stabil. Susunan sokongan sebenar harus sepadan dengan pemesinan akhir aci, kelajuan, beban paksi dan ketegaran yang diperlukan.
Ralat Reka Bentuk Biasa
- Andaikan servo pegun ialah brek-mati:tork kawalan hilang apabila pemacu tidak dapat membekalkan kuasa.
- Menggunakan pramuat sebagai ciri keselamatan:pramuat meningkatkan prestasi ketegaran dan tindak balas, pegangan beban yang tidak boleh dipercayai.
- Memilih brek daripada tork graviti sahaja:tenaga berhenti kecemasan, kelewatan penglibatan dan beban dinamik maksimum mungkin mengawal pemilihan.
- Mengabaikan jumlah jisim bergerak:perkakas, lekapan, bahan kerja, kabel dan mekanisme tambahan mesti disertakan.
- Memeriksa hanya rating beban skru:hayat nat, lengkokan aci, galas sokongan, tork motor, kapasiti gandingan dan prestasi brek adalah had yang berbeza.
- Mengenakan brek semasa setiap hentian-kelajuan tinggi biasa:brek penahan boleh haus dengan cepat jika digunakan sebagai brek servis melainkan ia diberi nilai khusus untuk tugas tersebut.
Kesimpulan
Skru bola boleh bergerak dan menyokong beban menegak, tetapi kecekapan penghantaran yang tinggi juga memungkinkan pemanduan belakang. Oleh itu, reka bentuk paksi menegak{1}}yang boleh dipercayai memisahkan kawalan gerakan daripada pegangan beban. Skru dan motor mengawal pergerakan biasa; brek, pengapit atau sekatan lain mengawal beban apabila tork tidak tersedia.
Reka bentuk harus mengambil kira jumlah jisim bergerak, plumbum, tork terbalik, pecutan, daya proses, tindak balas brek dan susunan sokongan-akhir. Pramuat dan arah benang tidak boleh dianggap sebagai pengganti brek yang disahkan. Jika penurunan yang tidak diingini menimbulkan bahaya yang ketara, peranti sekunder bebas harus dipilih melalui penilaian risiko formal mesin.
Rujukan
- ISO 3408-1, Skru Bola - Perbendaharaan Kata dan Jawatan.
- Katalog Teknikal Umum Skru Bola, bahagian yang meliputi tujahan-ke-hubungan tork, kecekapan terbalik, unit sokongan dan skru-lengkokan aci.
Perlukan pengesahan teknikal untuk paksi skru bola menegak?
DLY boleh membantu menyemak diameter skru, plumbum, beban paksi, kelajuan dan{0}}susunan sokongan hujung untuk aplikasi anda.
