אָרוֹךצִיוּדמתלים: תכנון מבני, תהליכי ייצור וניתוח יישומים
מָבוֹא
כרכיב ליבה במערכות העברת תנועה לינארית, מתלי הילוכים ארוכים (מתלי הילוכים לינאריים) נמצאים בשימוש נרחב בכלי מכונת CNC, ציוד אוטומטי, מעבר רכבת ומכונות בנייה. הרשת שלהם עם הילוכים מאפשרת המרה יעילה בין תנועה סיבובית לינארית, המאופיינת ביכולת עומס גבוהה, דיוק שידור ועמידות. מאמר זה מנתח באופן שיטתי את ההיבטים הטכניים של מתלי הילוכים ארוכים מתכנון מבני, בחירת חומרים, תהליכי ייצור ויישומים מעשיים.
1. מבנה וסיווג של ארוךצִיוּדמתלים
1.1 מבנה בסיסי
מתלה הילוכים ארוך הוא אלמנט הילוכים לינארי עם פרופילי שיניים רציפים, בדרך כלל כולל צורות שיניים קשתות או עגוליות. פרמטרים להגדרת המפתח כוללים:
מודול (מ): קובע את מגרש השיניים (P=π×m), המשפיעים ישירות על יכולת העומס.
זווית לחץ: בדרך כלל 20 מעלות, משפיעות על יעילות הרסן ובקרת ההתקפה.
גובה השיניים: מוגדר על ידי מקדם גובה השן המלא (בדרך כלל 2.25 מ ').
1.2 סיווג
על ידי כיוון שיניים:
שְׁלוּחָהצִיוּדמתלים: מתאים ליישומי מהירות בינונית-נמוכה ויישומי רעש נמוך.
סלילצִיוּדמתלים: שילוב זוויות סליל כדי להפחית את ההשפעה ולשפר את היציבות המהירה.
מְעוּקָלצִיוּדמתלים: מיועד למסילות מעוקלות במערכות מוגבלות בחלל.
2. בחירת חומרים וטיפול בחום
2.1 חומרים
פלדות סגסוגת(למשל, 20crmnti, 42crmo): קרבורציה ומרווה להשיג קשיות פני השטח של Hrc 58-62 לתרחישים של עומס כבד.
פלדות אל חלד(למשל, 304, 316L): משמש בסביבות קורוזיביות עם חילופי קשיות בינוניים.
פלסטיקה הנדסית(למשל, POM, Nylon): מציעים פעולה קלה ושקט אך יכולת עומס נמוכה יותר.
2.2 תהליכי טיפול בחום
מרווה ומזג: משפר את קשיחות הליבה ועמידות העייפות.
מרווה בתדירות גבוהה: מקשה משטחי שיניים תוך שמירה על משיכות ליבה.
חנקן: משפר את התנגדות שחיקת השטח למערכות העברת דיוק.
3. תהליכי ייצור ובקרת דיוק
3.1 שיטות עיבוד
מתחכם: ייצור אצווה יעילה גבוהה עם דיוק DIN Class 5.
כִּרסוּם: גמיש עבור מתלים מותאמים אישית עם אורכים משתנים.
שְׁחִיקָה: משיג דיוק ברמת המיקרון (למשל, AGMA כיתה 12) עבור ציוד CNC.
3.2 גורמי דיוק
שגיאת הצטברות המגרש: פיצוי באמצעות אינטרפרומטריה לייזר.
סטיית יישור שיניים: מתואם עם מקביליות הרכבות.
חספוס פני השטח: Raפחות או שווה ל- 0. 8μmממזער את הפסדי החיכוך.
4. תרחישי יישומים
4.1 כלי מכונת CNC
בצירים ליניאריים של מרכז העיבוד, מתלי הילוכים ארוכים המשויכים לתיבות הילוכים מנוע סרוו משיגות מיקום ברמת המיקרון. לדוגמה, מרכז עיבוד של חמש צירים באמצעות מתלים סליליים מפחית את הרטט במהלך היפוכים במהירות גבוהה.
4.2 קווי ייצור אוטומטיים
בקווי ריתוך לרכב, מתלים מניעים זרועות רובוטיות כדי להשיג ± 0. 05 מ"מ יכולת החזרה, ומפחיתים את עלויות התחזוקה ב- 40% בהשוואה למערכות בורג כדור.
4.3 מעבר מסילה
מסילות מסילות מתלה (למשל, רכבת פילטוס בשוויץ) מעסיקות מתלים עמידים בפני קורוזיה כדי לספק משיכה נוספת במדרונות עד 48% שיפוע.
מַסְקָנָה
כרכיב שידור מכני קריטי, התכנון ואיכות הייצור של מתלים ארוכים קובעים ישירות את ביצועי הציוד. עם הגדלת הדרישות לדיוק ואמינות בייצור אינטליגנטי, החלפה מקומית של מתלים דיוק גבוה ופיתוח תהליכים חדשניים יהפכו לסדרי העדיפויות העיקריים בתעשייה.
