Krizovací prahová hodnota s vysokorychlostním provozem kulového šroubu: Analýza kritické rychlosti a průlomový program
I . Kritická rychlost: „Varovná čára“ vysokorychlostní převodovky
Ball Screws have a critical threshold value when rotating at high speed -- critical speed. When the rotational speed is close to or exceeds this value, the screw will be due to its own uneven mass distribution and structural vibration characteristics, triggering violent lateral shaking. This vibration leads to increased ball and rail impacts, which can not only cause accuracy to plummet from the micron Úroveň na úrovni deseti mikronů, ale může také dramaticky zkrátit životnost šroubu a dokonce způsobit selhání vybavení . Například ve vysokorychlostních obráběcích centrech, pokud rychlost šroubu překročí kritickou hodnotu, může se obráběcí povrch zdát zřejmým vibračním vzorem, rychlost šrotu se významně zvýšila .
Za druhé, hlavní faktory ovlivňující kritickou rychlost
(1) Délka a tloušťka šroubu
Čím delší je šroub, tím menší je průměr, tím nižší je kritická rychlost . Je to jako tenký bambusový pól, tím delší je snazší třást .
(2) rigidita podpory
Čím přísnější je podpora na obou koncích šroubu, tím vyšší je kritická rychlost . jednoduše uveďte:
Metoda podpory s jedním koncovým pevným a jeden konec zavěšení je nejstabilnější a má nejnižší kritickou rychlost;
Oba konce jsou pevně pevně stanoveny nejlépe, za stejných podmínek může být kritická rychlost 5-10 časy vyšší než bývalý .
(3) Přesnost výroby a vlastnosti materiálu
Nedostatečná přesnost zpracování (jako je povrch šroubu není hladký, vnitřní zbytky napětí) nebo špatná tuhost materiálu, bude kritická redukce rychlosti . například použití materiálu vyztuženého z uhlíkových vláken, světlejší než tradiční ocel, přísnější, přísnější rychlost lze zvýšit o více než 40%{} {{} {{} {{} {{{} {{{{} {{}
Zatřetí, jak zjistit, zda je téměř kritickou rychlost?
(1) Metoda monitorování vibrací
Pozorujte změnu vibrací, když šroub protéká laserovým vibračním měřičem nebo ručně dotýká:
Při běhu při normální nízké rychlosti jsou vibrace hladké bez zjevného třesení;
V blízkosti kritické rychlosti se vibrace najednou zintenzivňuje a dokonce i neobvyklý šum (jako je vysokofrekvenční „pískání“) .
(2) Test rychlosti - přesnost
Postupně zvyšujte rychlost šroubu, zatímco testujete přesnost polohování:
Pokud se přesnost najednou zhoršuje (e . g . Originální . 005 mm chyba polohování se zvyšuje na ± 0,05 mm), znamená to, že se ke kritické rychlosti přiblížila nebo překročila.
IV . Praktické strategie pro prolomení kritické rychlosti
(1) Posilujte strukturu podpůrného
Upgradujte ložiska: Přijměte aerostatická ložiska nebo magnetická levitační ložiska na podporu šroubů nekontaktním způsobem, který snižuje mechanické opotřebení a zvyšuje rigiditu současně . Například aerostatická ložiska mohou tvořit 10- Mikron-Thick Air Film, což zdvojnásobí kritickou rychlost .
Pevný design na obou koncích:Zajišťuje, že šrouby jsou pevně namontovány na obou koncích, což zmenšuje délku přesahu, což je zvláště vhodné pro vybavení s dlouhým zdvihem .
(2) Optimalizace struktury šroubů
Zhušťování nebo variabilní návrh průřezu: Zvyšte průměr ve střední části šroubu, který lze snadno vibrovat pro zlepšení celkové tuhosti . Například zesílení střední části šroubu z 30 mm na 40 mm může zvýšit kritickou rychlost o 30%.
Dutá a lehká:Ke snížení rotační setrvačnosti použijte dutý strukturu nebo materiál z uhlíkových vláken a zvýšení tlumení (snížení amplitudy vibrací) .
(3) Pokročilý proces výroby a vyrovnávání
Proces dynamického vyvážení přesnosti:Profesionální vybavení se používá k úpravě dynamického vyvážení šroubu, aby nerovnost udržovala na velmi nízké úrovni (E . g ., pod 5 gramů/mm/kg), aby se při otáčení zabránilo excentrické vibraci .}
Vysoce přesné zpracování:Zajistěte drsnost povrchu (e . g . ra menší nebo rovná 0 . 4 mikronu) a koaxialitu (radiální házení ＜ 0,005 mm) šroubů, aby se snížilo tření a dopad během provozu.
(4) Aktivní kontrola vibrací
Algoritmus vyhýbání se inteligentním vibracím:Prostřednictvím monitorování dat rychlosti a vibrací v reálném čase řídicím systémem se například přiblíží se k kritické rychlosti, aby se zařízení krátce snížilo rychlostí ., automaticky se upraví, aby přeskočila interval kritické rychlosti ...}.
Piezoelektrické potlačení keramických vibrací:Piezoelektrický keramický list je nainstalován na podpůrném sedadle, když jsou detekovány vibrace, keramický list okamžitě generuje reverzní vibrace, aby kompenzoval rezonanci, a přesnost může být až 0 . 001 milimetrů.
V . Případy praktických aplikací
(1) Vysokorychlostní modernizace stroje CNC
A factory's gantry milling machine uses a 1.5-meter-long traditional screw, with a critical speed of 15,000 rpm and a maximum feed speed of 45 meters/minute. By replacing the fixed support at both ends, thickening the screw diameter and adopting aerostatic bearings, the critical speed was increased to 30,000 rpm, the Rychlost krmiva překročila 70 m/min, účinnost obrábění byla zvýšena o více než 50%a hluk z vibrací byl snížen o 15 dB .
(2) Optimalizace mechanismu letectví
Šroub v leteckém zařízení musí běžet vysokou rychlostí ve vakuovém prostředí a původní konstrukční kritická rychlost je 20, 000 Revoluce / min, které nemohou uspokojit poptávku . přijetím duté titanové slitiny + magnetická levitace, přesahující 50, 000}000, a je v rámci 5}000 revoluce, a v rámci 5000000000 000}000}000}000}. Úspěšně absolvování testu extrémního prostředí .
Kontaktujte nás
📞 Tel: +86-8613116375959
📧 E -mail: 741097243@qq.com
🌐 Oficiální web: https: // www . automatizace-js . com/
