Palloruuvin käynnistysmomentti vs. käyttömomentti: miksi ne ovat erilaisia?

Palloruuvin käynnistysmomentti ja käyntimomentti kuvaavat erilaisia ​​käyttöolosuhteita. Käynnistysmomentin tulee käynnistää pyöriminen ja kiihdyttää akselia, kun taas käynnissä oleva vääntömomentti pitää järjestelmän liikkeessä liikkeen stabiloitumisen jälkeen.

Oikein kootussa kuularuuvijärjestelmässä käynnistysmomentti voi olla kohtalaisen korkeampi kuin tasaisen käyntivääntömomentti. Suuri vääntömomentin kasvu, voimakas asennosta{1}}riippuva vastus tai jatkuvasti nouseva moottorin virta voivat kuitenkin olla merkki sopimattomasta voitelusta, liiallisesta esikuormituksesta, tiivisteen vastusta, tuki-laakeriongelmista tai asennuksen virheellisyydestä.

Vääntömomentin alkuperän ymmärtäminen auttaa erottamaan normaalin kuularuuvin vastuksen kehittyvästä mekaanisesta ongelmasta.

1. Mikä on kuularuuvin käynnistysmomentti?

Käynnistysmomentti on vääntömomentti, joka vaaditaan sillä hetkellä, kun kuularuuvi alkaa pyöriä levosta. Sitä kutsutaan myös irrotusmomentiksi joissakin suunnittelu- ja huoltotilanteissa.

Käynnistysmomentti voi sisältää:

• Ulkoisen aksiaalisen kuorman siirtämiseen tarvittava vääntömomentti
• Liikkuvan massan kiihdyttämiseen tarvittava vääntömomentti
• Vääntömomentti, joka vaaditaan kuularuuvin, kytkimen ja moottorin roottorin kiihdyttämiseen
• Sisäinen veto kuularuuvin esikuormituksesta
• Kestää mutteritiivisteitä ja pyyhkijöitä
• Tukee-laakerin ja öljyn-tiivisteen kestävyyttä
• Kestää rasvaa ennen kuin se alkaa kiertää
• Ohjaimen, kaapelin-ketjun ja koneen-tiivisteen vastus

Käynnistysmomentti ei välttämättä ole yksi kiinteä arvo. Se voi muuttua lämpötilan, voitelutilan, ruuvin asennon, kulkusuunnan ja koneen pysähdyksen mukaan.

2. Mikä on palloruuvin vääntömomentti?

Käyntimomentti on vääntömomentti, joka vaaditaan kuularuuvin alkaessa liikkua. Se voidaan arvioida kiihdytyksen, vakio-nopeusmatkan tai hidastuksen aikana, joten käyttötila on ilmoitettava arvoja verrattaessa.

Käytännön analyysiä varten käyntivääntömomentti voidaan jakaa kahteen ehtoon:

Käynnissä oleva vääntömomentti kiihdytyksen aikana

Moottorin on jatkettava liikkuvan massan ja pyörivien komponenttien kiihdyttämistä. Vääntömomentti voi pysyä lähellä aloitusarvoa, kunnes tavoitenopeus saavutetaan.

Tasainen vääntömomentti

Kun akseli saavuttaa vakionopeuden, kiihdytysmomentista tulee suunnilleen nolla. Moottorin on pääosin voitettava ulkoinen työkuorma ja kuularuuvijärjestelmän mekaaninen vastus.

Tästä syystä tasaisen käyntivääntömomentti on yleensä pienempi kuin käynnistys- tai kiihdytysmomentti.

3. Käynnistysmomentti vs. käyttömomentti

Vertailu	Käynnistysmomentti	Tasainen vääntömomentti
Toimintakunto	Akseli alkaa liikkua levosta	Akseli liikkuu suunnilleen vakionopeudella
Kiihdytyksen vääntömomentti	Normaalisti mukana	Suunnilleen nolla vakionopeudella
Rasvan kestävyys	Voi olla korkeampi pitkän tauon jälkeen tai alhaisessa lämpötilassa	Saattaa laskea voiteluaineen uudelleenjakamisen jälkeen
Moottorin tarkistus	Tarkista huippuvääntömomentti	Tarkista jatkuva ja RMS-momentti
Tyypillinen oire, jos se on liiallista	Käynnistysvirran piikki tai liikehäiriö	Jatkuva lämpö, ​​suuri virta tai epävakaa nopeus

4. Palloruuvin vääntömomentin peruskomponentit

Moottorin kokonaisvääntömomentti käynnistyksen aikana voidaan esittää käsitteellisesti seuraavasti:

Vakionopeudella yhtälöstä tulee suunnilleen:

Jossa:

• T_ladataon vääntömomentti, joka tarvitaan ulkoisen aksiaalisen kuormituksen voittamiseksi.
• T_{lineaarinen kiihtyvyys}on vääntömomentti, joka tarvitaan liikkuvan pöydän ja hyötykuorman kiihdyttämiseen.
• T_{pyörivä inertia}on vääntömomentti, joka tarvitaan kuularuuvin, kytkimen ja muiden pyörivien osien kiihdyttämiseen.
• T_vetääSisältää kuulamutterin esijännityksen, tiivisteet, voitelun ja sisäisen vierintävastuksen.
• T_muusisältää tukilaakerit, ohjaimet, kaapeliketjut ja muut koneen vastukset.

Tämä ero on tärkeä, koska itse kuularuuvi voi muodostaa vain osan mitatusta moottorin vääntömomentista.

5. Vääntömomentin laskeminen aksiaalikuormasta

Pyörimisliikkeen muuntamiseen aksiaalivoimaksi tarvittava vääntömomentti voidaan arvioida käyttämällä:

Tämä laskelma ei automaattisesti sisällä mutterin esijännitysmomenttia, tiivisteitä, tukilaakereita tai pyörivää inertiaa. Näitä lisävääntömomentin komponentteja on tarkasteltava erikseen.

Oletetaan esimerkiksi, että kuularuuvi liikuttaa 1000 N:n aksiaalista kuormaa 10 mm:n johdolla ja arvioitu käyttötehokkuus on 0,90:

Jos mitattu tasaisen käyntivääntömomentti on 2,10 N·m, ylimääräinen 0,33 N·m voi johtua kuulamutterin vastusta, tukilaakereista, tiivisteistä ja muusta koneen vastusta.

Jos käynnistysmomentti saavuttaa 3,00 N·m, ero voi sisältää myös kiihdytysmomentin ja suuremman voiteluaineen vastuksen käynnistyksen yhteydessä. Tulos tulee analysoida erottamalla käyttöolosuhteet sen sijaan, että oletetaan, että kuularuuvi on viallinen.

6. Kuinka kuularuuvin esijännitys vaikuttaa vääntömomenttiin

Palloruuvin esijännitys poistaa tai vähentää sisäistä aksiaalista välystä ylläpitämällä hallittua kosketusta pallojen ja juoksuteiden välillä. Tämä parantaa jäykkyyttä ja suunnanvaihtotarkkuutta, mutta lisää myös sisäistä vierintävastusta.

Suurempi esikuormitus tuottaa yleensä:

• Alempi aksiaalinen välys
• Suurempi järjestelmän jäykkyys
• Parempi peruutusvakaus
• Korkeampi vääntömomentti
• Suurempi moottorin virta
• Lisää kitkalämpöä nopeudella

Esikuormitettu mutteri voi siksi tuntua tiukemmalta kuin välys{0}}mutteri, vaikka molemmat tuotteet toimivat oikein.

Suurempi esilataus ei kuitenkaan aina ole parempi. Liiallinen esijännitys voi aiheuttaa epänormaalia lämpöä, pienentää maksiminopeutta, lisätä moottorin tarvetta ja lyhentää kuularuuvien käyttöikää.

Esijännitysmomentti tulee arvioida käyttämällä valmistajan todellista ruuvin halkaisijaa, johtoa, mutterityyppiä ja esijännitystasoa koskevia tietoja. Yhtä yleistä-käsituntumastandardia ei voida soveltaa jokaiseen kuularuuviin.

7. Tiivisteen ja pyyhkimen vastus

Kuularuuvimutterin tiivisteet auttavat rajoittamaan pölyn ja epäpuhtauksien pääsyä sisään ja säilyttävät voiteluaineen mutterin sisällä. Koska tiivistehuulet koskettavat tai seuraavat tiiviisti ruuvin pintaa, ne lisäävät ajovastusta.

Tiivistevastus voi tulla näkyvämmäksi, kun:

• Tiivisteet ovat uusia
• Tiivistemateriaali on suhteellisen jäykkää
• Käyttölämpötila on alhainen
• Ruuvin pinta on kuiva
• Tiivisteet ovat likaantuneet tai vaurioituneet
• Tiiviste ei sovellu ruuvin geometriaan

Pieni, tasainen määrä tiivisteen vastusta voi olla normaalia. Vastus, joka muuttuu jyrkästi yhdessä ruuvin asennossa tai aiheuttaa näkyviä tiivistevaurioita, vaatii tarkastusta.

8. Kuinka voitelu muuttaa käynnistysmomenttia

Voitelu vähentää metallikosketusta ja tukee tasaista pallon kiertoa, mutta voiteluaineen tyyppi, määrä, lämpötila ja kunto vaikuttavat myös vääntömomenttiin.

Rasvan viskositeetti

Korkea-viskositeetti tai-konsistenssi voi aiheuttaa enemmän vastusta kuin kevyempi voiteluaine, etenkin käynnistyksen aikana. Voiteluaine tulee valita kuormituksen, nopeuden, lämpötilan ja kuularuuvin valmistajan vaatimusten mukaan.

Matala lämpötila

Rasva kestää liikettä paremmin lämpötilan laskeessa. Lämpimässä konepajassa normaalisti toimiva kuularuuvi voi vaatia huomattavasti enemmän käynnistysmomenttia kylmässä ympäristössä.

Liikaa rasvaa

Mutterin ylitäyttö voi aiheuttaa rasvan irtoamista. Kuulien on työnnettävä ylimääräinen rasva kiertojärjestelmän läpi, mikä lisää vastusta ja lämpötilaa.

Riittämätön voitelu

Liian vähän voiteluainetta voi myös lisätä vastusta, koska vierintäkoskettimet ja tiivisteet toimivat ilman riittävää voiteluainekalvoa. Se voi aiheuttaa melua, lämpötilan nousua ja progressiivista kulumista.

Pitkät jaksot ilman liikettä

Pitkän pysähdyksen jälkeen voiteluaine ei ehkä enää jakaannu tasaisesti työskentelyalueen läpi. Käynnistysmomentti voi muuttua tilapäisesti, kunnes hidas täysisku{1}}liike jakaa sen uudelleen.

Katso yksityiskohtaiset voiteluaineen valinta- ja huoltoperiaatteetPalloruuvien voitelu: öljy vs. rasva ja huoltokäytännöt.

9. Miksi uusi palloruuvi voi tuntua tiukemmalta

Uudella palloruuvilla voi olla suurempi tai havaittavampi vastus kuin kuluneella välys-tyyppisellä kokoonpanolla, koska sen pallon-kilparadan-kosketus, esijännitys, tiivisteet ja voiteluaine ovat edelleen alkuperäisessä kunnossaan.

Uusi palloruuvi voi tuntua tasaisen kireältä seuraavista syistä:

• Määritetty mutterin esijännitys
• Uusi tiivistekosketin
• Tuoretta rasvaa, jota ei ole vielä jaettu
• Matala lämpötila tarkastuksen aikana
• Tukilaakerit, jotka on myös esikuormitettu

Tasainen vastus eroaa sitomisesta. Oikein kootun ruuvin tulee pyöriä tasaisesti ilman äkillisiä tiukkoja kohtia, raapimista, metallista naksahdusta tai suurta vääntömomentin vaihtelua iskun aikana.

Älä käytä tahallisesti epätavallisen tiukkaa kuularuuvia suurella nopeudella, jotta se "kuluisi". Varmista ensin tuotteen tekniset tiedot, voitelu ja asennusolosuhteet.

10. Asennusvirhe ja suuri vääntömomentti

Kuularuuvi on suunniteltu ensisijaisesti kantamaan aksiaalivoimaa. Sitä ei saa pakottaa kompensoimaan siirtymämoottoria, väärin kohdistettuja tukiyksiköitä tai väärin sijoitettua kuulamutterikoteloa.

Yleisiä kohdistusongelmia ovat:

• Moottorin akseli ja kuularuuvi eivät ole koaksiaalisia.
• Kytkin on asennettu liian suurella siirtymällä tai kulmavirheellä.
• Kiinteät ja tuetut laakeriyksiköt eivät ole kohdakkain.
• Mutterin kotelo vetää kuulamutterin sivuttain.
• Ruuvin akseli ei ole samansuuntainen lineaaristen ohjainten kanssa.
• Laakereiden istukat tai akselin olakkeet eivät vastaa pääty{0}}tuen mittoja.
• Kiinnityspultit kiristetään ennen kuin kokoonpanon annetaan{0}}kohdistua itsestään.

Virheellinen kohdistus tuottaa usein vääntömomentin, joka muuttuu ruuvin asennon mukaan. Esimerkiksi akseli voi pyöriä helposti lähellä toista päätä, mutta tiivistyä lähellä keskustaa tai vastakkaista päätä.

Siinä tilanteessa moottorin tehon lisääminen ei poista mekaanista syytä. Se voi antaa koneen jatkaa liikkumista samalla, kun se kiihdyttää mutterin, tukilaakerien ja kytkimen kulumista.

11. Tukilaakerit voivat myös lisätä vääntömomenttia

Suuri vääntömomentti ei aina johdu kuulamutterista. Kiinteissä-päätytukiyksiköissä käytetään yleensä kulmikkaita-kosketuslaakereita aksiaalisen liikkeen ohjaamiseen. Niiden laakerointi ja esijännitys vaikuttavat pyörimisvastukseen.

Tuki-laakerien vääntömomentti voi olla liian suuri seuraavista syistä:

• Liiallinen laakerin esijännitys
• Väärä laakerin suuntaus
• Ylikiristetty lukkomutteri
• Sopimaton rasvamäärä
• Väärä laakerin-istuinsovitus
• Likaantuminen tai laakerivaurio
• Kiinteät ja tuetut päät pakotetaan pois kohdistuksesta

Jos kuularuuvi pyörii pehmeästi ennen tukilukkomutterin kiristämistä, mutta kiristyy sen jälkeen, tuki-laakerikokoonpano tulee tarkistaa ennen kuulamutterin vaihtamista.

12. Käynnistysmomentti vaaka- ja pystyakseleilla

Vaaka-akseli

Vaaka-akselilla lineaariohjaimet kantavat normaalisti liikkuvan pöydän painon. Palloruuvin käynnistysmomentti määräytyy pääasiassa kiihtyvyyden, prosessivoiman, ohjausvastuksen ja sisäisen järjestelmän vastuksen perusteella.

Pystyakseli

Pystyakselilla moottorin on myös voitettava painovoima ylöspäin suuntautuvan liikkeen aikana. Käynnistysmomentti voi siksi olla huomattavasti suurempi kuin muuten vastaavalla vaaka-akselilla.

Pystysuora akseli voi ajaa taaksepäin-, kun moottorin vääntömomentti poistetaan. Vääntömomentin laskenta ei korvaa sopivan moottorijarrun, vastapainon tai mekaanisen kuormituksen{2}}pidätysjärjestelmän tarvetta.

13. Palloruuvin vetomomentin mittaaminen

Vetomomentti on parasta mitata selkeästi määritellyissä olosuhteissa. Merkitse muistiin, sisältääkö mittaus vain kuulamutterin, tukilaakerit, tiivisteet, kytkimen vai koko koneen akselin.

Käytännön tarkastusmenettely on:

1. Tee koneesta turvallinen ja poista ulkoiset prosessivoimat.
2. Pystyakselien osalta tue kuorma mekaanisesti ennen moottorin tai jarrun irrottamista.
3. Irrota moottori tai kytkin, jos testin tarkoituksena on eristää mekaaninen kokoonpano.
4. Käytä sopivaa matalan{0}}vääntömomentin mittauslaitetta ruuvin päässä.
5. Kierrä ruuvia hitaasti eteenpäin ja kirjaa alkuhuippu.
6. Jatka pyörimistä vakaalla alhaisella nopeudella ja kirjaa käyntivääntömomentti.
7. Toista testi päinvastaiseen suuntaan.
8. Mittaa useista kohdista käyttökelpoisen iskun varrella.
9. Toista, kun voiteluaine ja kokoonpano ovat saavuttaneet vakaan lämpötilan.

Mittaus tulee toistaa samoissa olosuhteissa, kun verrataan eri ruuveja tai tarkkaillaan muutoksia ajan mittaan.

Moottorin virta voi tarjota hyödyllistä kuntotietoa, mutta se ei ole automaattisesti yhtä suuri kuin kuularuuvin vääntömomentti. Muuntaminen vaatii moottorin vääntömomenttivakion, ja siinä on otettava huomioon käyttö, moottori, kytkin ja koko akselin tila.

14. Mittauksen tulkitseminen

Tasainen vääntömomentti koko iskun ajan

Tasainen vastus voi tarkoittaa normaalia esijännitystä, tiivisteen vastusta tai voiteluvastusta. Vertaa arvoa tuotteen tai koneen spesifikaatioihin.

Yksi tiukka asento

Paikallinen vääntömomentin kasvu voi olla merkki akselivauriosta, likaantumisesta, ratavioista, paikallisesta taipumisesta tai asennuksen vääristymisestä.

Vääntömomentti kasvaa toista päätä kohti

Tämä voi olla merkki tuki-yksikön kohdistusvirheestä, mutterin-kotelon siirtymä tai kuularuuvin ja lineaariohjaimien välisen yhdensuuntaisuuden menetys.

Vääntömomentti on suuri molempiin suuntiin tuen asennuksen jälkeen

Tarkista kiinteä{0}}päätylaakerin esijännitys, lukkomutteri, laakerin sovitus ja kahden tukiyksikön kohdistus.

Käynnistysmomentti on suuri kylmänä, mutta pienenee useiden jaksojen jälkeen

Voiteluaineen viskositeetti ja tiivisteen jäykkyys voivat vaikuttaa asiaan. Varmista, että rasva sopii alimmalle käyttölämpötilalle.

Ajomomentti kasvaa edelleen

Jatkuva nousu on huolestuttavampi kuin lyhyt käynnistyshuippu. Pysähdy ja tarkasta voiteluongelmien, liiallisen esijännityksen, kohdistusvirheen, laakerivaurion tai epänormaalin lämmön varalta.

15. Normaali vastus vai ongelma?

Havainto	Mahdollinen tulkinta
Tasainen ja tasainen vastus	Voi olla normaali esijännitys, tiiviste tai voiteluaineen vastus
Lyhyt käynnistyksen lisäys alhaisessa lämpötilassa	Tarkista voiteluaineen lämpötilaluokitus ja rasvan määrä
Äkillinen tiukka kohta samassa asennossa	Tarkasta kohdistus, kontaminaatio ja kulkuradan kunto
Vääntömomentti muuttuu mutterikotelon kiristyksen jälkeen	Mahdollinen mutteri{0}}rungon kohdistusvirhe
Vääntömomentti muuttuu tuen lukkomutterin kiristyksen jälkeen	Mahdollinen tuki{0}}laakerin esilatausongelma
Suuri vääntömomentti lämpötilan noustessa	Pysäytä ja tarkasta koko kokoonpano

16. Mitä vääntömomenttia tulisi käyttää moottorin valinnassa?

Moottorin valinnassa ei saa käyttää vain käynnistysmomenttia tai vain käyntivääntömomenttia. Koko liikejakso on tarkistettava.

• Moottorin huippumomenttion katettava käynnistys, kiihtyvyys, hidastuminen ja lyhyet prosessin{0}}voimahuiput.
• Jatkuva vääntömomenttion tarvittaessa katettava jatkuvat liikkumis- ja pitoolosuhteet.
• RMS vääntömomenttion pysyttävä moottorin lämpökapasiteetin sisällä koko käyttöjakson ajan.
• Käytettävissä oleva vääntömomentti käyttönopeudellaon tarkistettava moottorin vääntömomentti{0}}nopeuskäyrästä.

Turvatekijän lisääminen on hyödyllistä, mutta sitä ei tule käyttää tuntemattoman mekaanisen kestävyyden piilottamiseen. Kuularuuvin vastus, tuki-laakerin vääntömomentti, ohjausvastus ja ulkoiset voimat tulee arvioida tai mitata erikseen aina kun mahdollista.

17. Liian suuren käynnistysmomentin vianmääritys

Jos käynnistysmomentti on odotettua suurempi, tarkista järjestelmä tässä järjestyksessä:

1. Tarkista, onko akseli vaaka- vai pystysuora ja onko kuormituslaskenta oikein.
2. Tarkista kiihtyvyyden, moottorin nopeuden ja liike{0}}profiilin asetukset.
3. Vahvista kuulamutterin tyyppi ja määritetty esijännitys.
4. Tarkista voiteluaineen tyyppi, määrä, kunto ja lämpötila-alue.
5. Tarkista tiivisteet ja pyyhkimet vaurioiden tai likaantumien varalta.
6. Pyöritä kuularuuvia ennen mutterikotelon liittämistä tunnistaaksesi kokoonpanomuutokset.
7. Tarkista kiinteän{0}}päälaakerin esijännitys ja lukkomutterin kunto.
8. Tarkista moottorin, kytkimen ja kuularuuvin välinen kohdistus.
9. Tarkista kuularuuvin ja lineaarisen ohjausjärjestelmän välinen yhdensuuntaisuus.
10. Mittaa vääntömomentti useista kohdista ja molempiin suuntiin.

Moottorin vaihtamisen suurempaan malliin ei pitäisi olla ensimmäinen vastaus selittämättömään vääntömomenttiin. Jos mekaaninen vastus on epänormaali, vahvempi moottori voi vain viivyttää vikaa ja lisätä samalla kytkimen, mutterin ja tukilaakereiden jännitystä.

Johtopäätös

Palloruuvin käynnistysmomentti on normaalisti suurempi kuin tasaisen käyntivääntömomentti, koska moottorin on käynnistettävä liike, kiihdytettävä liikkuvia ja pyöriviä osia ja voitettava esijännityksen, tiivisteiden, voiteluaineen ja tukilaakerien alkuvastus.

Eron tulee olla tasainen, toistettava ja yhdenmukainen valitun kuularuuvin ja koneen rakenteen kanssa. Suuria vääntömomentin vaihteluita, paikallisia ahtaita kohtia, kasvavaa vääntömomenttia tai liiallista lämpöä ei pidä hylätä normaalina{1}}katkosena käyttäytymisessä.

Luotettava arviointi edellyttää ulkoisen kuormituksen, kiihtyvyyden, kuularuuvin vastuksen, tuki-laakerien vastuksen ja täydellisen koneen kohdistuksen huomioon ottamista erikseen. Tämä mahdollistaa oikean moottorin valinnan ja mekaanisten ongelmien tunnistamisen ennen kuin ne aiheuttavat ennenaikaista kulumista.

DLY-tarvikkeetpalloruuviteri halkaisijat, johdot, mutterirakenteet, esijännitysolosuhteet ja tarkkuusluokat. Päätytyöstö ja sovitetut tukiyksiköt voidaan myös vahvistaa koneen layoutin mukaan.

Katso rutiinitarkastukset ja huoltotiedot kohdastaRullattujen palloruuvien huolto-opas.

← Takaisin DLY-blogiin