滚珠丝杆的选型技巧

信息来源于:滚珠丝杆 发布于:2020-11-28

  说到滚珠丝杆的选型技巧,需要先来说一下它的常用参数,然后才能从这些参数下手,确定它的型号。

  1、丝杆的公称直径

  就是丝杆的轴径,常见的规格有(单位:mm):12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100,关于丝杆的轴径,和它相关的就是可以承受的负载,一般是轴径越大,负载越大。

  而不同轴径的丝杆可以承受的负载大小可以查看厂家的样册,相关参数是动额定负荷和静额定负荷。静额定负荷指的是在静止状态下,丝杆可以承受的额定负荷,但是咱们用丝杆又不可能让它一直静止的,所以这里,咱们基本只关心动额定负荷就可以。

  然后,实际负载和额定负荷的比值越小,丝杆的理论寿命越长。(注:额定负荷不代表最大负荷,但是一般都不要超过额定负荷,不然会降低丝杆的使用寿命)

  2、导程

  导程指的是丝杆旋转一周,螺母直线运动的距离。常见的导程有(单位:mm):2、4、5、6、8、10、16、20、25、32、40,跟导程有关系的参数是螺母运动速度和滚珠丝杆可提供的直线推力。

  导程越大,相同转速情况下,直线运动速度越快,具体的计算关系为:

  v=r*i

  v:螺母的移动速度(单位:mm/s)

  r:丝杆的旋转速度(单位:r/s)

  i:导程(单位:mm)

  导程和丝杆推力的关系:

  F=(2*π*T*n)/i

  F:丝杆推力(单位:N)

  T:电机提供的扭矩(单位N·m)

  n:传动效率(滚珠丝杆的传动效率一般为85%-95%)

  i:导程(这里的单位是m)

  3、精度

  滚珠丝杆,按国内分类,精度等级有P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10,日本、韩国,还有中国台湾省采用JIS等级,即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10;欧洲国家的标准采用的是IT0,IT1, IT2,IT3,IT4,IT5,IT7,IT10。

  一般,像我们公司采购的都是台湾的滚珠丝杆,性价比比较高,再其次是日本的。

  精度表示方法为:不论你的滚珠丝杆有多长,任取一段300mm,误差都在等级代表的精度之内,各等级代表的精度如下:

  一般来说,普通机械采用C7,C10级,数控设备一般采用C5,C3级(C5较多,国内大部分数控机床都是C5级),航空制造设备,精密投影及三坐标测量设备等一般采用C3,C2精度(据我所知,国内民品市场买不到C3以上的滚珠丝杆)。

  另外,C7,C10级一般采用轧制方法制造,C5级及以上采用研磨方法制造。

  综上所述,非标设计常用的滚珠丝杆精度等级为C7(轧制方法制造或有些人称为转造),而对滚珠丝杆精度等级有更高的要求的,C5(研磨方法制造)也够用了。当然还是要说一句要具体问题具体分析。

  4、预压等级

  也叫预紧,关于预压,我们不用了解具体的预紧力和预紧方式,只需要按照厂家样本选择预压等级就可以了。预压等级越高,螺母与螺杆配合越紧;反之,等级越低越松。

  遵循的原则是:大直径、双螺母、高精度、驱动力矩较大,当丝杆的应用出现以上的情况时,预压等级可以选高一点,反之选低一点。

  了解了以上丝杆主要的参数后,咱们就可以根据自己的要求进行选型了。

  第一步、根据上面“滚珠丝杆的分类”中提到的各种丝杆的应用场景,确定适用自己工况的丝杆种类;同时也可以确定丝杆的精度等级(一般为C7)和预压等级;

  第二步、根据负载的大小,确定滚珠丝杆的轴径;

  第三步、根据负载需要的移动速度,确定导程;确定导程后,再根据推力和导程的关系式,确定驱动电机要提供的转矩。

  具体如下:

  物体上下垂直运动,重量为60Kg,需要的移动速度为1m/s;

  1)假如你选取了伺服电机为驱动,额定转速为3000r/min=50r/s,根据公式:v=r*i,确定导程为20;

  2)然后再计算负载的大小:假设伺服电机的加减速时间设置为0.3s,那么加速度为3.3m/s²,负载F=600+60*3.3=798N(摩擦力这里忽略);

  3)根据公式:F=(2*π*T*n)/i,n取90%,计算得T≈2.82N·m,查询1KW伺服电机是额定扭矩为3.18N·m,符合要求。

  以上,就基本确定了滚珠丝杆的型号,最后,再根据自己所需要使用到的行程,还有上面说到的丝杆安装方式,确定丝杆的长度,就OK了。

以上就是滚珠丝杆的选型技巧的详细介绍,有需要 国产滚珠丝杆的老板可以 联系我们

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