Tổng quan
Ballscrews for the highest demands
Cơ khí chế tạo với nhiều biến thể, công nghệ đo lường và công nghệ y tế đòi hỏi bộ truyền động tuyến tính có độ chính xác cao nhất. Vít me bi mài chính xác của Hipp được thiết kế riêng cho những yêu cầu này. Dù trong robot sản xuất hay kính hiển vi phẫu thuật, vít me bi của chúng tôi đều thực hiện được chuyển động tuyến tính chính xác và nhanh chóng. Đội ngũ phát triển của chúng tôi cũng sẽ xây dựng giải pháp phù hợp cho yêu cầu đặc thù của bạn.
Thông tin chung
General information
Vít me bi chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Bi là thành phần lăn chống ma sát giữa trục chính và đai ốc của vít me bi. Động học và độ chính xác định vị của vít me bi chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác sản xuất và mức độ thực hiện kỹ thuật của các dung sai quy định.
Ưu điểm của vít me bi so với vít me dẫn động
- Tuổi thọ sử dụng dài hơn đáng kể
- Tốc độ di chuyển rất cao
- Sinh nhiệt thấp
- Không có hiệu ứng trượt-dính (stick-slip)
- Độ chính xác định vị rất cao
- Hiệu suất rất cao
- Yêu cầu công suất đầu vào thấp hơn
- Không có khe hở dọc trục khi được tạo tải trước phù hợp
Biên dạng ren
Thread profile
Vít me bi của chúng tôi sử dụng biên dạng rãnh lăn "vòm Gothic", với tỷ lệ tối ưu giữa đường kính bi và bán kính rãnh lăn, tạo ra góc tiếp xúc khoảng 45° giữa trục chính và đai ốc. Điều này mang lại cho vít me bi của chúng tôi đặc tính vận hành vượt trội dưới tải trọng dọc trục tối đa. Biên dạng rãnh lăn của tất cả vít me bi siêu nhỏ đều được mài bằng máy móc tiên tiến nhất sau khi nhiệt luyện.
Biên dạng rãnh lăn vòm Gothic với góc tiếp xúc 45°
Hệ thống đai ốc
Nut systems
- Đai ốc đơn khe hở thấp（Low-play single nut）
- Đai ốc đơn chịu tải trước khử khe hở ăn khớp（Anti-backlash pre-loaded single nut）
- Đai ốc kép chịu tải trước khử khe hở ăn khớp（Anti-backlash pre-loaded double nut）
- Đai ốc kép chịu tải trước bằng lò xo trong vỏ（Spring pre-loaded double nut in the housing）
Tạo tải trước
Pre-loading
Lực tải trước là lực dọc trục trong hệ thống đai ốc nhằm nâng cao độ chính xác định vị. Nhờ vít me bi của chúng tôi được chế tạo cực kỳ chính xác, theo tiêu chuẩn có thể tạo tải trước bằng hệ thống bốn điểm, qua đó đạt được các giá trị định mức tối ưu.
Vật liệu
Materials
Chúng tôi sử dụng các vật liệu tiêu chuẩn sau:
| Thành phần | Vật liệu | Độ cứng |
|---|---|---|
| Trục chính vít me bi | Cf53 | Rãnh lăn tôi cứng đến 60 ±2 HRC |
| Đai ốc vít me bi | 100Cr6 | Tôi cứng đến 60 ±2 HRC |
| Bi | 100Cr6 | Tôi cứng đến 60 ±2 HRC |
Phiên bản thép không gỉ（theo yêu cầu）:
| Thành phần | Vật liệu | Độ cứng |
|---|---|---|
| Trục chính vít me bi | 1.4112 | Rãnh lăn tôi cứng đến 56 ±2 HRC |
| Đai ốc vít me bi | 1.4034 | Tôi cứng đến 56 ±2 HRC |
| Bi | 1.4034 | Tôi cứng đến 56 ±2 HRC |
Lưu ý
Với phiên bản thép không gỉ, Cstat và Cdyn giảm khoảng 20%.
Cấp dung sai
Tolerance classes
Vít me bi của Karl Hipp GmbH được sản xuất theo cấp dung sai 1 đến 10 theo DIN ISO 3408. Cấp dung sai và dung sai của hành trình hữu ích lu tuân theo ISO/DIS 286/1.
| Chiều dài đo [mm] | IT1 [µm] | IT3 [µm] | IT5 [µm] | IT7 [µm] |
|---|---|---|---|---|
| – 315 | 6 | 12 | 23 | 52 |
| 316 – 400 | 7 | 13 | 25 | 57 |
| 401 – 500 | 8 | 15 | 27 | 63 |
| 501 – 630 | 9 | 16 | 30 | 70 |
| 631 – 800 | 10 | 18 | 35 | 80 |
| 801 – 1000 | 11 | 21 | 40 | 90 |
| 1001 – 1250 | 13 | 24 | 46 | 105 |
| 1251 – 1600 | 15 | 29 | 54 | 125 |
| 1601 – 2000 | 18 | 35 | 65 | 150 |
| 2001 – 2500 | 22 | 41 | 77 | 175 |
| 2501 – 3150 | 26 | 50 | 93 | 210 |
Dung sai phù hợp với DIN ISO 3408-3.
Chất lượng
Quality
Karl Hipp GmbH đã đạt chứng nhận DIN ISO 9001 từ năm 1997. Tất cả vít me bi đều được kiểm tra bằng máy đo lường và thử nghiệm hiện đại nhất, và được mã hóa tương ứng.
Có thể cung cấp báo cáo thử nghiệm sau theo yêu cầu
- Độ chính xác bước ren（Lead accuracy）
- Mô-men xoắn（Torque）
- Dung sai hình dạng và vị trí（Shape and positional tolerances）
- Dung sai kích thước（Dimensional tolerances）
Karl Hipp GmbH · Chứng nhận DIN EN ISO 9001:2015 (do Intertek cấp)
Hiệu suất
Efficiency
Chúng tôi phân biệt giữa hiệu suất lý thuyết và hiệu suất thực tế. Hiệu suất thực tế và hệ số ma sát phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Tải trọng（Load）
- Tốc độ（Speed）
- Bôi trơn（Lubrication）
Các công thức sau được dùng để tính hiệu suất của vít me bi:
| Góc dẫn | tan α = P / (do · π) α = góc dẫn [°], P = bước ren [mm], do = đường kính vòng tròn chia bi [mm] |
|---|---|
| Mô-men xoắn chuyển thành lực dọc | η = tan α / tan (α + ρ) ρ = góc ma sát [°], khoảng 0.2° đến 0.35° |
| Lực dọc chuyển thành mô-men xoắn | η' = tan (α − ρ) / tan α |
| Hiệu suất thực tế | ηp = η · 0.9 0.9 là giá trị trung bình của tải trọng, tốc độ và bôi trơn |
Độ cứng vững
Rigidity
Độ cứng vững của vít me bi ảnh hưởng đến độ chính xác hình học và độ chính xác định vị của nó. Trong các vít me bi siêu nhỏ của chúng tôi, chúng tôi sử dụng đai ốc đơn không khe hở với tải trước bốn điểm để đạt được giá trị độ cứng vững rất tốt.
Tải trọng tĩnh
Static rating
Tải trọng tĩnh là tải trọng dọc trục tác dụng đồng tâm, tương ứng với tổng biến dạng vĩnh viễn của bi hoặc rãnh lăn bằng 0.0001 lần đường kính bi tại vùng tiếp xúc chịu ứng suất tối đa. Với phiên bản thép không gỉ, tải trọng tĩnh giảm khoảng 20%.
Tải trọng động
Dynamic rating
Tải trọng động là tải trọng dọc trục đồng tâm mà tại đó vít me bi có thể đạt tuổi thọ danh định 10 triệu chu kỳ. Với phiên bản thép không gỉ, tải trọng động giảm khoảng 20%.
Tải trọng hướng kính
Radial loads
Tải trọng hướng kính có thể phát sinh do dung sai lắp đặt, nhưng nên giữ ở mức dưới 5% tải trọng dọc trục nhỏ nhất.
Tốc độ
Speeds
Khi thiết kế vít me bi, cần lưu ý đến tốc độ uốn tới hạn (tại đó xảy ra hiện tượng cộng hưởng ở trục chính) và tốc độ tối đa, cả hai đều phần lớn được quyết định bởi thiết kế đai ốc và loại hệ thống hồi bi được sử dụng.
Hướng dẫn tốc độ quay tối đa [1/min]
| Bước ren [mm] | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 4,000 | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 1 | 4,500 | 4,500 | 3,200 | – | 1,800 | – | – | – | – | – |
| 2 | – | 4,500 | 4,200 | 4,000 | 3,400 | 3,000 | – | – | – | – |
| 2.5 | – | – | 4,200 | – | 3,400 | 3,000 | – | – | – | – |
| 3 | – | – | – | – | 3,400 | – | – | – | – | – |
| 4 | – | – | 4,200 | – | 3,600 | 4,000 | – | – | – | – |
| 5 | – | – | 4,000 | – | 3,600 | 4,200 | 4,000 | 3,800 | 3,500 | 2,700 |
| 10 | – | – | – | – | 3,600 | 4,200 | 4,000 | 3,800 | 3,500 | 3,000 |
"–" nghĩa là danh mục sản phẩm gốc không cung cấp giá trị tương ứng.
Xem thêm
See also
Tính toán tuổi thọ, bôi trơn, quy cách lắp ráp, gạt bụi và nhiệt độ vận hành
Nội dung trên thuộc chương "Tuổi thọ & Bôi trơn" (Karl Hipp Danh mục sản phẩm trang 14 · Lifetime / Lubrication / Assembly specifications / Wiper / Operating temperature), nội dung đầy đủ vui lòng xem trang Tuổi thọ, Bôi trơn và Lắp ráp.