Высокоскоростная работа шарикового винта невидимого порога: анализ критической скорости и прорывной программы
I . Критическая скорость: «Линия предупреждения» высокоскоростной передачи
Шаровые винты имеют критическое пороговое значение при вращении на высокой скорости -- Критическая скорость . Когда скорость вращения близка или превышает это значение, винт будет обусловлен его собственным нежелюбным распределением массы и характеристиками структурной вибрации, что запускает сильный боковой тряп Микрон Уровень до уровня десяти-микрон, но также может значительно сократить срок службы винта и даже привести к сбое оборудования ., например, в высокоскоростных центрах обработки, если скорость винта превышает критическое значение, поверхность обработки может показаться очевидной вибрацией, скорость слома значительно увеличилась .
Во -вторых, основные факторы, влияющие на критическую скорость
(1) Длина и толщина винта
Чем длиннее винт, тем меньше диаметр, тем ниже критическая скорость . это похоже на тонкий бамбуковый полюс, тем дольше, тем легче встряхнуть .
(2) Жесткость поддержки
Чем более жесткая поддержка на обоих концах винта, тем выше критическая скорость . просто положите:
Метод поддержки с одним фиксированным концом и одним висящим концом является наиболее нестабильным и имеет самую низкую критическую скорость;
Оба конца прочно зафиксированы наиболее жестким способом, при одинаковых условиях критическая скорость может быть 5-10 раз выше, чем у первого .
(3) Точность производства и свойства материала
Недостаточная точность обработки (например, винтовая поверхность не является гладкой, внутренним остатком напряжений) или плохой жесткости материала, что сделает критическое снижение скорости ., например, использование алюминиевого сплавного винта с усиленным волоком
В -третьих, как определить, находится ли это близко к критической скорости?
(1) Метод мониторинга вибрации
Наблюдайте за изменением вибрации, когда винт проходит через лазерный вибрационный счетчик или касается вручную:
При беге на нормальной низкой скорости вибрация гладкая без явного встряхивания;
Близко к критической скорости, вибрация внезапно усилится, и можно услышать даже аномальный шум (такой как высокочастотный «свист») .
(2) Скорость - тест точности
Постепенно увеличивайте скорость винта, при тестировании точности позиционирования:
Если точность внезапно ухудшается (e . g . исходная ± 0 . 005 мм ошибка позиционирования увеличивается до ± 0,05 мм), это означает, что критическая скорость приближалась или превышена.
Iv . Практические стратегии для прорыва критической скорости
(1) Увеличьте структуру поддержки
Обновление подшипников: Принять аэростатические подшипники или магнитные левитация подшипники для поддержки винтов неконтактным образом, что уменьшает механический износ и повышает жесткость одновременно . Например, аэростатические подшипники могут образовывать 10- воздушную пленку с толщиной микрон, удваивая критическую скорость.}}}}}}}}}}}}}}}}
Фиксированный дизайн на обоих концах:Гарантирует, что винты прочно установлены на обоих концах, уменьшая длину свеса, что особенно подходит для оборудования с длинным ходом .
(2) Оптимизация винтовой структуры
Сгущение или переменная конструкция поперечного сечения: Увеличьте диаметр в средней части винта, который легко вибрировать, чтобы повысить общую жесткость ., к примеру, утолщение средней части винта с 30 мм до 40 мм может увеличить критическую скорость на 30%.
Пустая и легкая:Используйте полную структуру или материал из углеродного волокна, чтобы уменьшить инерцию вращения и усилить демпфирование (уменьшить амплитуду вибрации) .
(3) Процесс передового производства и балансировки
Точный динамический процесс балансировки:Профессиональное оборудование используется для регулировки динамического балансировки винта, чтобы сохранить неравномерность на очень низком уровне (e . g ., ниже 5 граммов/мм/кг), чтобы избежать эксцентрической вибрации при вращении.}}
Высокая обработка:Убедитесь, что шероховатость поверхности (e . g . ra меньше или равна 0 . 4 микрона) и коаксиальности (радиальное разряд ＜ 0,005 мм) винтов, чтобы уменьшить трение и воздействие во время работы.
(4) Активный контроль вибрации
Интеллектуальный алгоритм избегания вибрации:Через мониторинг данных о скорости и вибрации в реальном времени стратегия ускорения двигателя и замедления автоматически регулируется, чтобы пропустить интервал критической скорости ., например, при приближении к критической скорости, позвольте оборудованию кратко сократить скорость через.}}}}}}}}}}}}}}
Пьезоэлектрическая керамическая подавление вибрации:Пьезоэлектрический керамический лист устанавливается в сиденье опорных опор, когда обнаружена вибрация, керамический лист немедленно генерирует обратную вибрацию, чтобы компенсировать резонанс, а точное управление может быть до 0 . 001 -миллиметрового уровня.
V . практические случаи применения
(1) Высокоскоростная модернизация машинного инструмента с ЧПУ
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 feed Скорость превысила 70 м/мин, эффективность обработки была увеличена более чем на 50%, а вибрационный шум был уменьшен на 15 дБ .
(2) Оптимизация авиационного сервопривода
Винт в авиационном оборудовании должен работать на высокой скорости в вакуумной среде, а оригинальная критическая скорость конструкции составляет 20, 000 Revolutions / Min, что не может удовлетворить требование ., приняв Hollow Titanium Alloy Vint + Minate Levition, критическая скорость превышает 50, {{5} re -revolution / minimt, и Minity, а также вибрация в виде. успешно проходя экстремальный тест среды .
Связаться с нами
📞 Тел: +86-8613116375959
📧 Электронная почта: 741097243@qq.com
🌐 Официальный веб-сайт: https: // www . Automation-JS . com/
