1、被移动负载的质量:M (KG) 2、滚珠丝杆的安装方向:水平、垂直、倾斜; 3、沉重导轨的形式:线、丝杆的行程:L(MM) 5、负载移动的速度:V (M/S) 6、负载需要的加速度:A(M/S^2) 7、丝杆的精度:C3到C7级 8、丝杆使用的环境:特殊环境需求的考虑。
举例,使用条件如下: 1、被移动负载重量:M=50KG; 2、安装方向:垂直安装; 3、导轨形式:线S 6、行程:1000MM; 7、精度:0.1MM
1、计算加速度:A=V/T=0.2/0.1=2M/S^2(V:速度;T:加速时间) 2、计算丝杆的最大轴向力:F=MGΜ+MA+MG(水平运动,去除MG选型,M负载重量;G重力加速度9.8;Μ:摩擦系数,平面导轨取值0.1,线.5N 3、计算出丝杆的轴向负载以后,选型会出现两个分支,一种情况是客户不知道设备的设计寿命年限,以及每一年中丝杆的使用平率,不做精确的丝杠寿命校核。那么我们推荐一种简单可行的方法,就是查询丝杆资料中的动负荷值C。结合第7项精度0.1MM的要求,我们推荐常备FSI螺帽形式的丝杆,尺寸参数表如下: 尺寸参数表 根据滚珠丝杆的轴向推力:F=614.5N=62.7KGF;我们推荐将F乘以4~8之间的一个系数,对于使用平率低,可靠度要求不高的情况,我们推荐4倍系数,对于可靠度要求比较高,我们推荐8倍的系数。 根据举例:F*8=62.7*8=501.6KGF;查询丝杆的表格,SFI01604-4的丝杆,其动负荷是973KGF;大于501.6KGF,所以SFI01604-4的丝杆能够完全满足要求;该型号表示,丝杆的公称直径为16MM;丝杆导程为4MM; 4、对于滚珠丝杆寿命有明确要求的选型,举例如下:根据此前的举例,丝杆用20S做一次往返运动,停留10S在进行下一个循环。每天工作16小时,每年工作300天,设计寿命10年。则计算丝杆的转数寿命为: L=1000/5*2*2*60*16*300*10(1000是行程, 5是导程,2是往返,2是每分钟2次,60是每小时60分钟,16是天工作16小时,300是每年工作300天,10是设计寿命10年。) 1、L=2304000000转,这是一个转数寿命,含义是,丝杆在这个转数范围内,能够保证运行精度。 2、L/10^6=2304 3、13.2倍4、C/F=13.2,C=13.2*62.7=828KGF丝杆的动负荷大于 828KGF就可以满足规定的要求。所以,还是选择SFI01604-4的滚珠丝杆满足要求。
根据上面的计算,直径16,导程5MM的丝杆能够满足我们的负载要求,但是丝杆使用中噪音是经常出现的一个故障,为了改善丝杆的噪音状况,我们要求校核丝杆的临界转速。 此前的案例,丝杆的行程为1000,则估算丝杆两端的支撑轴承的间距1200MM,1200为估计值,实际值可以以机械设计的安装位置为准。 临界转速:NC NC=2,71*10^8*MF*DR/LT 丝杆根径:DR约定于丝杆的工程直径减去丝杆的钢珠直径,单位:MM 安装系数:MF MF=1 (固定+固定)MF=0.689(固定+支撑) MF=0.157(固定+自由) 轴承间距:LT单位:MM 原式=2.71*10^8*1*12.8/1200^2=2409RPM。 使用转速N=NC*0.8=2409*0.8=1927 根据负载移动速度:200MM/S的要求,四缸转速:200/5*60=2400RPM,所以, SFI01604-4的丝杆不能满足要求。
一、增加丝杆的直径DR使其达到速度要求为止; 二、增加丝杆导程,采用10MM导程的丝杆,则丝杆的使用转速为:200/10*60=1200RPM能够完全满足要求。 六、特殊需求 举例是常规滚珠丝杆的简化选型过程,有的情况下,一些特殊的要求会改变丝杆的选型步骤,例如:丝杆需要表面特殊耐腐蚀处理,丝杆需要垂直提升时实现机械自锁,丝杆需要非常高的进给速度等等,这是后需要特殊情况具体分析