З’єднання зубчастих рейок для довгих подорожей: чому більше секцій означає гіршу точність

Довга-рейка зубчастої передачі, 1400 мм, для багато-переміщення секцій

Цільове ключове слово:з'єднання зубчастих рейок великого ходу

Вторинний:зрощення зубчастої рейки, похибка кроку зубчастої рейки, довгий хід зубчастої рейки та шестерні

Мета опис:Реальні числа сукупної похибки для зрощених зубчастих рейок. Три стійки по 2 м перевершують дванадцять по 0,5 м більш ніж у 3 рази. Включає допуски на з’єднання та спосіб монтажу.

Хтось, хто вказує 6-метровий портал, повинен зробити вибір, який виглядає як логістичне рішення, а насправді є рішенням щодо точності: три 2-метрові стійки, шість 1-метрових стійків або дванадцять 500-міліметрових стійок.

Короткі стелажі легше транспортувати, простіше в обробці та часто дешевші за метр. Крім того, для того самого класу якості вони приблизно втричі гірші за сумарною похибкою позиціонування.

Арифметику варто пройтися, тому що висновок не інтуїтивно зрозумілий.

Помилка не масштабується лінійно з довжиною стійки

Перший сюрприз полягає в самих цифрах похибок висоти:

Подвоївши довжину, загальна помилка зросте лише приблизно на 30%. У розрахунку на-метр, 2-метрова стійка DIN 6 становить 0,022 мм/м проти 0,034 мм/м для 1-метрової стійки – довша стійкакращена одиницю довжини.

Це властивість того, як кумулятивна похибка кроку накопичується на наземній стійці. Шліфувальний верстат індексує вздовж бруска з власним бюджетом точності; помилки частково скасовуються, а не додаються по прямій лінії. Стойка, заточена в одній установці, не накопичує похибку пропорційно своїй довжині.

Кожен суглоб додає свою помилку

Там, де ви стикуєте дві рейки, відстань між зубцями вздовж з’єднання встановлюється тим, наскільки точно ви розташували другу рейки, а не тим, наскільки точно була відшліфована будь-яка рейка.

Рисунок 1. Загальна кумулятивна похибка за 6 м шляху. Спільний рахунок домінує в результаті.

Зазвичай використовуються два способи з’єднання:

Супутня стійка/метод з’єднання: похибка на з’єднаннях стійки< 0.025 mm

Пристосування для точного складання стійки: помилка в місцях з’єднання стійки< 0.005 mm

Зверніть увагу на розмір цієї похибки з’єднання відносно самих стійок. Похибка з’єднання 0,025 мм порівнянна з повною похибкою кроку 1-метрової стійки DIN 5 (0,026 мм). Одне недбале з’єднання може викинути все, за що ви заплатили в якості стелажа.

Спрацьований приклад

Перевірено для загартованих-та-відшліфованих гвинтових стійок DIN 6 модуля 4 понад 6 метрів ходу, із супутніми-з’єднаннями стійки < 0,025 мм:

Три стійки 2000 мм:

3 × 0.044 + 2 × 0.025 = 0,182 мм

48 кріпильних гвинтів, 2 з'єднання, нульові дюбелі

Шість стійок 1000 мм:

6 × 0.034 + 5 × 0.025 = 0,329 мм

48 кріпильних гвинтів, 5 з'єднань, нульові дюбелі

Дванадцять стійок 500 мм:

12 × 0.026 + 11 × 0.025 = 0,587 мм

48 кріпильних гвинтів, 11 з'єднань, 24 штифти

Та сама стійка. Така ж загальна довжина. Варіант із дванадцяти-розділів3,2 рази гіршеніж варіант із трьома{0}}розділами.

Розбийте звідки похибка в гіршому випадку: 12 × 0.026=0.312 мм від стійок і 11 × 0.025=0.275 мм від стиків. Майже половина загальної помилки створюється на з’єднаннях - помилка, якої взагалі немає в макеті з двома-з’єднаннями.

Кількість штифтів в останньому рядку також не є деталлю. Двадцять-чотири дюбельні штифти означають 24 отвори, просвердлені через стійку та основу разом, на місці, на машині. Це день кваліфікованої праці, і кожен із них – шанс зробити ще гірше.

Варіант монтажного комплекту

Використання методу щільнішого з’єднання (< 0.005 mm per joint), the same three layouts give:

Стелажі поставляються в секціях по 1,25 м, 1,5 м і 2 м

Що більше у вас з’єднань, то кращий метод з’єднання допомагає -, що має сенс, але подивіться на абсолютні цифри. Дванадцять коротких стійок із найкращим доступним методом з’єднання (0,367 мм) все ще не можуть зрівнятися з трьома довгими стійками зі звичайним методом (0,182 мм).

Ви не можете виправити поганий макет за допомогою кращого інструменту з’єднання.Виграє менше, довші стійки.

Допуск на крок з'єднань: завжди негативний

При стикуванні стійок крок між стиками повинен бути невеликимтуго, ніколи не втрачається.

Стандартні вказівки: сітка буде поганою, якщо крок між з’єднанням має позитивний допуск. Вкажіть мінусовий допуск на крок у з’єднанні.

Їхні опубліковані допуски:

Асиметрія має фізичну причину. Трохи туге з’єднання означає, що шестерня трохи рано стикається із зубом -, вона на мить приймає люфт і продовжує котитися. Злегка ослаблений шарнір означає, що шестерня падає в ширшу щілину, створюючи стрибок позиції, шум і стрибок навантаження, коли вона захоплює наступний фланг. Один – незначне порушення; інше – це дефект, про який ви почуєте в магазині.

Стійки, що постачаються з механічно обробленими кінцями для з’єднання, зазвичай мають допуск на крок від –0,05 до –0,4 мм на торцевій поверхні - негативний допуск вбудований у виріб.

Монтаж у важливому порядку

Орієнтир від нижньої поверхні.Лінії кроку рейки контролюються за допомогою нижньої поверхні як контрольної точки, а також вимірювання товщини зуба над -штифтом. Механічна обробка нижньої поверхні впливає на сертифіковану точність. Знімаючи його, щоб він помістився в кишеню, руйнується даний показник, за яким вимірювалася точність.

Потужність фрезерування та шліфування з ЧПУ для виробництва довгих стелажів

Не зменшуйте ширину обличчя.«Щоб уникнути проблем із точністю передач, не зменшуйте ширину обличчя». Звуження стелажа до відповідності коштує як вантажопідйомності, так і сертифікованої точності.

Скріпіть стійки дюбелями.«Якщо стійки не закріплені належним чином до основи, вони можуть зрушитися під час роботи... Дуже важливо забезпечити міцне кріплення за допомогою дюбелів або подібних пристроїв». Тільки гвинти покладаються на тертя; при реверсивному навантаженні стійки повзуть.

Просвердліть отвори для дюбелів на місці.«Прикріпити стійки до основи і свердлити обидві одночасно». Попередньо-отвори в обох частинах ніколи не вирівняються достатньо добре, щоб служити функціями розташування.

Вирівняйте стійку за лінійними напрямними, а не за станиною машини.Люфт зубчатої рейки залежить від вирівнювання зубчастої рейки відносно лінійних напрямних. Шестерня рухається по каретці, тому вона слідує за напрямними. Якщо стійка паралельна ліжку, а напрямні – ні, центральна відстань змінюється в ході ходу, а також люфт.

Встановіть люфт у верхній точці.«Рівень люфту має бути встановлений у високій точці лінії нахилу стійки, що встановить мінімальне значення люфту та запобіжить будь-яке заклинювання по всій довжині ходу стійки». Знайдіть найтісніше положення на всьому шляху, встановіть там мінімальний люфт, і скрізь інше буде вільніше, але вільно.

Якщо помилка все ще завелика: відобразіть її

Іноді специфікація вимагає більше, ніж може забезпечити механіка. Лінійну похибку можна мінімізувати або за допомогою високоякісного зачеплення, або за допомогою відображення похибок і компенсації в управлінні. У сприятливих випадках відображена помилка може бути компенсована по всій довжині осі.

Більшість сучасних ЧПК підтримують таблиці лінійної компенсації помилок. Ви вимірюєте фактичне положення проти заданого положення вздовж ходу за допомогою лазерного інтерферометра, а потім завантажуєте коригувальну таблицю в систему керування.

Два застереження. Компенсація виправляєповторюванітільки помилка - якщо стійка зміщується або шарнір рухається, карта неправильна. І це найкраще працює, коли основна механічна помилка вже скромна; виправлення 0,6 мм накопиченої похибки за допомогою таблиці є програною битвою проти температурного дрейфу та зносу.

Практичні рекомендації

Використовуйте найдовші стелажі, які дозволяють машина та логістика.Три 2-метрові секції випередили дванадцять 500-мм секцій більш ніж у 3 рази на тому самому рівні.

Помилка бюджету належним чином: загальна=(кількість стійок × на -стійку GTf) + (кількість з’єднань × помилка з’єднання). Обидва терміни мають значення.

Вкажіть допуск негативного кроку на з’єднаннях, за таблицею модулів.

Використовуйте належний з’єднувальний калібр або монтажний комплект- різниця між 0,025 мм і 0,005 мм на суглоб є значною, якщо у вас п’ять або більше.

Дюбель на місці, свердлильна стійка і основа разом.

Вирівняйте стійку по лінійних напрямних.

Розглянемовідображення помилокяк остаточне вдосконалення, а не як заміна компонування.

FAQ

Чому 2-метрова стійка точніша на метр, ніж 1-метрова?

Сукупна похибка кроку не зростає лінійно з довжиною на наземній стійці. Опубліковані цифри GTf показують стійку 2 м DIN 6 із загальною товщиною 0,044 мм, тобто . 0.022 мм/м, проти 0,034 мм/м для стійки 1 м.

Чи можу я комбінувати довжини стійок на одній осі?

Так, але кожен суглоб додає помилку. Спочатку зведіть до мінімуму кількість з’єднань, а потім обчисліть довжину.

Крок з’єднання має бути тугим чи ослабленим?

Тісний - завжди мінусовий допуск. Розхитане з’єднання викликає стрибок положення і стрибок навантаження; щільний поглинається люфтом.

Чи потрібні мені дюбелі, якщо я використовую-високоміцні болти?

так Болти затискачі; дюбелі розташуйте. Під реверсивним навантаженням приводу стійка-з лише болтами з часом поповзе.

Чи може відображення помилок замінити хорошу стійку?

Лише для помилок, що повторюються, і лише тоді, коли основна механічна помилка вже обґрунтована. Він не компенсує суглоб, який рухається.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology постачає зубчасті рейки довжиною до 2 метрів на секцію з обробленими кінцями для з’єднання --кінець у кінець, у прямій і гвинтовій формі. Повідомте нам вашу загальну кількість подорожей і цільову точність, і ми запропонуємо макет із розрахованим бюджетом похибок.