ボールねじはボールねじとも呼ばれます。 今日は、ボールねじの特徴、構成、分類から始まり、いくつかの取り付け方法と主なパラメータまで、ボールねじについて詳しく説明しましょう。
ボールねじの導入について、百度百科の内容は次のような説明です。
ボールねじは、回転運動を直線運動に、または直線運動を回転運動に変換するのに最適です。
ボールねじは工具機械や精密機械の伝達要素として最も一般的に使用されています。 その主な機能は、回転運動を直線運動に変換すること、またはトルクを軸方向の反復力に変換することです。 また、高精度、可逆性、高精度を備えています。 効率性の特徴。 ボールねじは摩擦抵抗が小さいため、さまざまな産業機器や精密機器に広く使用されています。
ボールねじは簡単に言うと回転運動から直線運動、または直線運動から回転運動に変換できる機構ですが、その用途は回転運動から直線運動に変換することが一般的です。
ボールねじの特長
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1. 摩擦損失が小さく、伝達効率が高い
ボールねじ対のねじ軸とねじナットの間で多くのボールが転動するため、より高い運動効率が得られます。 従来のすべりねじに比べて駆動トルクが1/3以下、つまり同じ動作結果を得るのに必要な力がすべりねじの1/3で済みます。 節電にとても役立ちます。
2.高精度
ボールねじペアは一般に、特に研削、組立、検査工程などの工場環境において、世界最高水準の機械設備を用いて継続的に生産されています。 温度と湿度は厳密に管理されています。 完璧な品質管理システムにより、精度は完全に保証されます。
3. 高速送り、微小送りが可能
ボールねじ対はボールを利用して移動するため、起動トルクが極めて小さく、滑り運動のような這い現象がなく、正確な微小送りが可能です。
4. 高い軸剛性
ボールねじペアに予圧を与えることができます。これは、予圧によりアキシアルすきまが負の値となり、より高い剛性が得られるためです（ボールねじ内のボールには予圧が付加されており、実際に機械装置で使用される場合、ボールの反発により母材の剛性が高くなる等の影響があります）。
5. セルフロックはできませんが、トランスミッションの可逆性はありません
ボールねじの構成と分類
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ボールねじは、ねじ、ナット、鋼球、プリローダ、リバーサ、集塵機で構成されています。 回転運動を直線運動に変換する機能を持ち、アクメスクリューをさらに発展させたものです。 今回の開発の意義は、軸受を滑り運動から転がり運動に変えることです。 ボールねじは摩擦抵抗が小さいため、さまざまな産業機器や精密機器に広く使用されています。
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ボールねじの種類はたくさんありますが、ここでは代表的なものをいくつか紹介します。
1. 自己潤滑ボールねじ：取り外し可能な脱脂装置を備えた自己潤滑ボールねじは、潤滑配管システムおよび装置を必要とせず、オイル交換および廃油処理のコストを削減します。
2.サイレントボールねじ：その原理は、ボールの間に特殊な溝タイプのボールスペーサリングを配置することです。これにより、ボールとボールの衝突によって発生する騒音を抑制でき、ボールねじが安定しているときにボールねじがより安定します。動いている。 静かでスムーズ。
3. 高速ボールねじ：高加速、高剛性、高速送り、低振動、低騒音の特性を持っています。 工作機械の早送り、研磨工具の高速カッティングセンター、高速縦荷重カッティングセンターなどの分野で使用されています。
4. 高耐久ボールねじ：大きなアキシアル荷重に耐えることができ、全電動設計機械、エアコンプレッサー、半導体製造装置、鍛造製造装置などに適しています。
転造グレードのスクリューロッドと研削グレードのスクリューロッドにも区別があります。 転造ねじロッドの精度は比較的低いため、精度の要件がそれほど高くない場合に適しています。 研削グレードのネジ棒はその名の通り、比較的精度が高いです。 高精度を必要とする場合に適しています。
ナット内のボール循環モードに応じて、外側循環、内側循環、エンドキャップタイプに分けることができます。 まずはエンドキャップの種類について説明します。 これは比較的初期の構造ですが、欠点は明らかです。 現在では基本的に廃止され、ほとんど使用されないため、ここで言及します。
内部循環ナットと外部循環ナットの具体的な構造については説明しません。 結局のところ、線材は必要ありません。この 2 つの違いとそれぞれの長所と短所を知るだけで十分です。
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ボールねじのいくつかの取り付け方法
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一般的なインストール方法は上記の4つです。 自分の作業条件に応じてスクリューロッドの取り付け方法を選択でき、取り付け方法が異なるとスクリューロッドの端も異なります。
ボールねじの主なパラメータ
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ボールねじの選択に関しては、まずその共通パラメータについて話し合う必要があり、次にこれらのパラメータからモデルを決定することができます。
1.呼び径
つまり、ネジの外径、共通仕様は12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120ですが、これらの仕様のうち、一般的には各メーカーの仕様のみとなっておりますのでご注意ください。 16～50を用意、つまり他の径はほとんどが先物（受注生産参照、納期は約30～60日、日本製品は約2～2.5ヶ月、欧米製品は約30～60日） 3〜4ヶ月）。
呼び径は基本的に荷重に比例します。 直径が大きいほど負荷は大きくなります。 具体的な数値はメーカーの製品カタログをご確認ください。 ここでは、動的定格荷重と静的定格荷重の 2 つの概念のみを説明します。 前者は運動時の定格アキシアル荷重を指し、後者は静止状態の定格アキシアル荷重を指します。 デザインは前者を参照できます。 定格荷重は最大荷重ではないことに注意してください。定格荷重に対する実際の荷重の比率が小さいほど、ねじの理論上の寿命は長くなります。 推奨: 直径 16 ～ 63 を選択してください。
2.リード
リードとは、ねじが1回転するときにナットが直線的に移動する距離を指します。 一般的なリード(単位: mm): 2、4、5、6、8、10、16、20、25、32、40。リードに関連するパラメータはナットの移動速度とボールねじが直進性を提供できることです。ラインの突っ込み。
リードが大きいほど、同じ速度での直線運動速度は速くなります。 具体的な計算関係は次のとおりです: v=ri。 このうち、v——ナットの移動速度（単位：mm/s）、 r——スクリューロッドの回転速度（単位：r/s） i——リード（単位：mm）。
リードとネジ推力の関係: F=(2πTn)/i。 このうち、F-ネジ推力（単位：N）、 T - モーターによって提供されるトルク (単位 N m)。 n - 伝達効率（ボールねじの伝達効率は一般に 85 ～ 95 パーセントです）。 i— - リード (ここでの単位は m)。
3. 長さ
長さには 2 つの概念があり、1 つは全長、もう 1 つはねじの長さです。 一部のメーカーは全長のみを計算しますが、一部のメーカーはねじの長さを提供する必要があります。 また、ねじの長さには 2 つの部分があり、1 つはねじの全長、もう 1 つは有効ストロークです。 前者はねじ部の全長を指し、後者はナットが直進する理論上の最大長さを指します。 ねじ長さ=有効ストローク + ナット長 + 設計マージン (保護カバーの取り付けが必要な場合は、保護カバーの圧縮長さも考慮する必要があります。通常、ねじの最大長さの 1/8 に従って計算されます)保護カバー）。
図面を設計する場合、ねじの全長は次のパラメータに従って大まかに累積できます: ねじの全長=有効ストローク + ナットの長さ + 設計マージン + 両端のサポート長さ (軸受幅 + ロック ナット)幅 + マージン) + パワー 接続の長さを入力します (カップリングを使用する場合は、カップリングの長さの約半分に許容値を加えたもの)。 特に超長尺（3m以上）やアスペクト比が大きい（70以上）場合は、製作可能かどうか事前にメーカー営業担当にご相談ください。 国内メーカーの従来品の長さは最長3メートルが一般的です。 メートル、特殊品16メートル、海外メーカー正規品6メートル、特殊品22メートル。 もちろん国内メーカーでも長尺のものが作れないわけではありませんが、特注品の価格は法外です。 推奨事項: 6 メートル未満の長さを選択するようにしてください。 それを超える場合は、ラックアンドピニオンを使用した方がコスト効率が高くなります。
4. ナット形状
各メーカーの製品サンプルにはナットの種類が数多くありますが、一般的なモデルの最初の数文字がナットの種類を示しています。 フランジの形状により、略円形フランジ、シングルトリムフランジ、ダブルトリムフランジ、フランジなしなどがあります。 ナットの長さにより、シングルナットとダブルナットがあります（シングルナットとダブルナットで荷重や剛性に違いはありませんのでご注意ください。メーカーの営業マンの話は聞かないでください。主な違い）シングルナットとダブルナットの違いは、後者は調整できること、前者は調整できないこと、後者は価格と長さが前者の約2倍です）。 設置サイズと性能が許せば、設計者はメンテナンス時のスペアパーツの納期の問題を避けるために、選択時に従来の形式を選択するように努める必要があります。 推奨: 頻繁な作業や高精度のメンテナンスにはダブル ナットを選択し、その他の場合にはダブル ナットとシングル ナットを選択してください。 推奨：ナット形状は内部循環二重トリムフランジのシングルナットを選択してください。
5. 精度
ボールねじの国内分類によれば、精度等級はP1、P2、P3、P4、P5、P7、P10、日本、韓国、中国台湾省ではJIS等級C{{ 14}}、C1、C2、C3、C5、C7、C10; 欧州諸国の規格はIT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT7、IT10を採用しています。
当社のボールねじは、比較的コストパフォーマンスの高い台湾から購入するのが一般的で、次いで日本産です。
精度の表し方は、ボールねじの長さがどれだけ長くても、300mmの任意の区間をとった場合、その誤差はグレードで表される精度の範囲内となります。 各等級で表される精度は以下の通りです。
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一般的に、一般機械にはC7およびC10グレードが採用され、CNC装置には一般にC5およびC3グレードが採用されます（C5の方が多く、国内のCNC工作機械のほとんどはC5グレードです）、航空製造機器、精密投影および三次元測定機には一般にC5およびC3グレードが採用されます。 C3、C2精度。
また、C7、C10グレードは圧延加工、C5グレード以上は研削加工が一般的です。
まとめると、非標準設計で一般的に使用されるボールねじの精度等級は C7 (転造法または一部の人はそれを変形と呼ぶ) ですが、ボールねじの精度等級はより高い要求があり、C5 (研削法で製造) です。も十分です。 もちろん、具体的な問題については詳細に分析する必要があると言わざるを得ません。
6. 予圧等級
プリロードとも言います。 予圧に関しては、具体的な予圧力や予圧方法を知る必要はありません。 メーカーのサンプルに従ってプリロードグレードを選択するだけです。 予圧レベルが高くなるほど、ナットとネジの間のはめ合いが強くなります。 逆に、レベルが低いほど緩くなります。
従うべき原則は、大径、ダブルナット、高精度、大きな駆動トルクです。 スクリューロッドの使用時に上記の状況が発生した場合は、予圧レベルを高く設定できます。そうでない場合は、予圧レベルを低く選択できます。
選択
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上記のスクリューロッドの主なパラメータを理解した後、独自の要件に応じてタイプを選択できます。
ステップ 1: 上記の「ボールねじの分類」で説明したさまざまなねじの使用シナリオに従って、お客様の使用条件に適したねじの種類を決定します。 同時に、ねじの精度レベル (通常は C7) と予圧グレードも決定できます。
ステップ 2: 負荷の大きさに応じてボールねじの軸径を決定します。
ステップ 3: 負荷が要求する移動速度に応じてリードを決定します。 リードを決定したら、推力とリードの関係から駆動モータのトルクを決定します。
詳細は以下の通りです。物体は垂直に上下に移動します。重量は 60Kg、必要な移動速度は 1m/s です。
1) ドライブとしてサーボ モーターを選択した場合、次の公式に従って、定格速度は 3000r/min=50r/s になります。v=ri、リードを 20 に決定します。
2) 次に負荷の大きさを計算します。サーボモータの加減速時間を 0.3s に設定し、加速度 3.3m/s²、負荷 F=600 とします。プラス 60*3.3=798N (ここでは摩擦力は無視されます);
3) 式：F=(2πTn)/i より、n の 90% をとり、T ≈2.82N・m と計算され、1kW サーボモータの定格トルクは 3.18N・m となります。要件を満たしています。
以上でボールねじの型式は基本的に決まります。 最後に、使用するストロークと上記のネジの取り付け方法に応じて、ネジの長さを決定します。
