När de väljer en kulskruv tittar de flesta bara på tre saker: diameter, bly och noggrannhetsgrad. Räcker det? För det mesta, ja. Men några gånger blev jag bränd för att jag bara tittade på de tre.
Senare gick jag tillbaka och sammanfattade fallgroparna. Det finns tre parametrar som är listade i katalogen, men många människor (inklusive mitt tidigare jag) tittar aldrig på dem. Förhoppningsvis hjälper detta dig att undvika mina misstag.
Parameter 1: Kritisk hastighet
Låt mig börja med en verklig historia. För ett par år sedan hjälpte jag en kund att välja en skruv för en X-axel med 1200 mm slaglängd och en hastighet på 60 m/min. Jag beräknade belastningen, ledningen och motorns vridmoment – allt verkade bra. Men när vi fick igång maskinen och slog i 50m/min började hela bordet vibrera som en traktor.
Det tog två dagar att lista ut att jag helt hade ignorerat skruvens kritiska hastighet. Den skruven var 25 mm i diameter, fast stödd montering. Dess kritiska hastighet var runt 1900 rpm. För att nå 60m/min behövde den 2400rpm – långt över gränsen. Vi bytte till en skruv med diametern 32 mm, den kritiska hastigheten gick upp och problemet försvann.
Vad är kritisk hastighet?Det är hastigheten med vilken skruven resonerar. Tänk på att snurra en penna – för snabbt och den hoppar. Ju längre och tunnare skruven är, desto lägre är dess kritiska hastighet. Kontrollera alltid om ditt erforderliga varvtal överstiger det kritiska varvtalet. Formeln finns i varje katalog – hoppa inte över den.
Parameter 2: Tillåten axiell statisk belastning
Ännu en fälla. En kund byggde en vertikal axel (Z-axel) med en belastning på cirka 300 kg. De valde en32 mm skruv. Med den nominella dynamiska belastningen var det mer än tillräckligt. Men ett halvår senare var skruven böjd.
Jag tog isär den – den var inte sliten, den var faktiskt böjd. Varför? På en vertikal axel, när maskinen är avstängd, fortsätter lasten att trycka ner skruven. Med tiden kan skruven böjas. Detta kallas den tillåtna axiella statiska lasten. Det finns i katalogen, men återigen, många ignorerar det.
Lärdom lärd: För vertikala axlar, titta inte bara på den dynamiska lasten – kontrollera även den statiska lasten. Gå större på diameter, speciellt när slaget är långt och belastningen är tung.
Parameter 3: Termiska egenskaper
Den här är den lömigaste. En kund hade en höghastighetsutmatningsmaskin som gick kontinuerligt. Efter några månader fortsatte positioneringsnoggrannheten att glida. På morgonen var det bra; på eftermiddagen var det av.
Jag mätte temperaturen på muttern – den var 65 grader. Metall expanderar när det blir varmt, och skruven blev längre. Den extra längden dödade positioneringsnoggrannheten. De hade bara beaktat noggrannhetsklass vid urvalet, inte värmeutveckling.
Hur fixade vi det? Två saker: för det första utökade vi skruven för att minska belastningsprocenten, vilket sänkte värmen. För det andra lade vi till kylning – blåser kall luft längs skruven. När vi väl kontrollerade temperaturökningen stabiliserades noggrannheten.
Takeaway: För skruvar som löper med hög hastighet kontinuerligt måste du ta hänsyn till termisk expansion. Antingen utöka storleken för att sänka värmen eller lägga till aktiv kylning. Förvänta dig inte att skruven avleder värme på egen hand.
Tre frågor att ställa dig själv varje gång
- Överstiger mitt maximala varvtal det kritiska varvtalet? Speciellt för långa maskiner.
- För en vertikal axel, kommer skruven att krypa (böjas) under statisk belastning när maskinen är avstängd?
- Om maskinen går kontinuerligt med hög hastighet, blir skruven för varm? Och om det gör det, kan jag behålla noggrannheten?
Du hittar inga svar på dessa i en katalog – du måste räkna och tänka framåt.
Några ärliga ord
Att välja enkulskruvär inte bara att välja en diameter och bly från en katalog. Kritisk hastighet, tillåten statisk belastning och termiska egenskaper – om du förbiser dessa kommer maskinen att berätta det senare. Jag har gjort de här misstagen, så du behöver inte.
Zhejiang Baili Guide Rail erbjuder beräkningstjänster för val av kulskruv. Om du är osäker på vilken storlek eller längd som passar dina förutsättningar, skicka oss dina parametrar – vi hjälper dig att köra siffrorna.