บอลสกรูแบบมีแรงดึงล่วงหน้าเทียบกับบอลสกรูแบบไม่มีแรงดึงล่วงหน้า

ระบบบอลสกรูแบบดึงกลับจะใช้แรงดึงเริ่มต้นที่คำนวณได้กับเพลาสกรูผ่านการจัดเรียงแบริ่งรองรับ ระบบที่ไม่มีการต่อแรงดึงจะติดตั้งสกรูโดยไม่มีการยืดตามแนวแกนโดยเจตนา และโดยทั่วไปจะยอมให้มีการขยายตัวเนื่องจากความร้อนไปยังปลายแบบลอยหรือแบบรองรับ

การดึงเพลาล่วงหน้าสามารถปรับปรุงความแข็งแกร่งของแกนและเสถียรภาพไดนามิกในแกนเครื่องจักรที่ยาว เร็ว หรือแม่นยำ แต่ยังเพิ่มภาระของแบริ่ง ความไวในการติดตั้ง และข้อกำหนดการออกแบบด้านความร้อนอีกด้วย ไม่ควรสับสนกับพรีโหลดน็อตบอล ซึ่งควบคุมระยะห่างระหว่างบอล น็อต และรางน้ำสกรู

การดึงกลับของบอลสกรูหมายถึงอะไร

ในแกนบอลสกรูแบบดึงกลับ เพลาสกรูมักจะถูกจำกัดโดยกลุ่มแบริ่งคงที่ที่ปลายทั้งสองข้าง ในระหว่างการประกอบ กลุ่มแบริ่งหนึ่งกลุ่มจะถูกแทนที่หรือปรับเพื่อยืดสกรูตามจำนวนที่คำนวณได้ก่อนดำเนินการล็อคขั้นสุดท้าย

แรงดึงที่เกิดขึ้นจะยังคงอยู่ในเพลาสกรูหลังการติดตั้ง แรงเริ่มต้นนี้สามารถเพิ่มความต้านทานของระบบต่อการเสียรูปตามแนวแกน และช่วยรักษาเพลาหมุนที่มีความเสถียรมากขึ้น โดยมีเงื่อนไขว่าสกรู แบริ่ง ตัวเรือน และโครงสร้างของเครื่องจักรได้รับการออกแบบสำหรับการรับน้ำหนักเพิ่มเติม

บอลสกรูแบบไม่ดึงกลับถูกติดตั้งโดยไม่มีการยืดตามแนวแกนโดยเจตนา การจัดเรียงทั่วไปใช้ปลายคงที่ด้านหนึ่งเพื่อค้นหาสกรูในแนวแกน และปลายลอยหรือปลายด้านหนึ่งรองรับเพื่อรองรับสกรูในแนวรัศมีในขณะที่ปล่อยให้ความร้อนเคลื่อนตัวตามแนวแกน

การเปรียบเทียบบอลสกรูแบบดึงกลับและแบบไม่ดึงแรงดึง

การดึงเพลาล่วงหน้าส่งผลต่อประสิทธิภาพของบอลสกรูอย่างไร

ความแข็งแกร่งของแกน

เพลาสกรูที่รับแรงตามแนวแกนจะยืดหรือบีบอัดภายใต้แรงใช้งาน ความตึงเริ่มต้นสามารถช่วยลดผลกระทบของแรงอัด และปรับปรุงความแข็งแกร่งในแนวแกนของระบบคงที่–คงที่ที่ออกแบบอย่างถูกต้อง

ความแข็งแกร่งขั้นสุดท้ายไม่ได้ขึ้นอยู่กับสกรูเพียงอย่างเดียว ความแข็งของแบริ่งรองรับ พรีโหลดของแบริ่ง ความแข็งแกร่งของตัวเรือนแบริ่ง ขนาดปลายเพลา การยึดน็อต และโครงสร้างของเครื่องจักร ล้วนต้องได้รับการพิจารณา

ความเร็ววิกฤตและการสั่นสะเทือน

บอลสกรูที่หมุนได้ยาวสามารถสั่นสะเทือนได้เมื่อความเร็วเข้าใกล้ความเร็ววิกฤตของระบบ อุปกรณ์ยึดปลายที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นและความตึงของเพลาที่ควบคุมได้สามารถปรับปรุงเสถียรภาพแบบไดนามิกได้ แต่การดึงกลับไม่ได้ลบขีดจำกัดความเร็วทุกประการ

เส้นผ่านศูนย์กลางของรูต ความยาวที่ไม่รองรับ การจัดเรียงตัวรองรับ ความตรง การวางตำแหน่งการติดตั้ง ความเร็วการไหลเวียนของลูกบอล ความเร็วของตลับลูกปืน และการหล่อลื่น จะต้องได้รับการตรวจสอบก่อนที่จะเลือกความเร็วการทำงานสูงสุด

การขยายตัวทางความร้อน

เมื่ออุณหภูมิของสกรูสูงขึ้น สามารถประมาณค่าการยืดตัวจากความร้อนได้อย่างอิสระในระหว่างการออกแบบเบื้องต้นโดย:

โดยที่ ΔL คือการเปลี่ยนแปลงของความยาว α คือสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุ L คือความยาวของสกรูที่มีประสิทธิผล และ ΔT คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ในการจัดเรียงแบบลอยตัวคงที่ สกรูสามารถขยายไปทางปลายลอยได้ แต่ตัวนำและตำแหน่งที่มีประสิทธิผลซึ่งสัมพันธ์กับการอ้างอิงคงที่ยังคงเปลี่ยนแปลงเมื่อสกรูยาวขึ้น

ในการจัดเรียงแบบยึดอยู่กับที่แบบดึงกลับ การให้ความร้อนจะเปลี่ยนแรงดึงเดิม หากแรงตึงเริ่มต้นและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่คาดหวังสอดคล้องกัน การจัดเรียงสามารถช่วยควบคุมพฤติกรรมทางความร้อนของสกรูได้ หากการคำนวณหรือการติดตั้งไม่ถูกต้อง แบริ่งและเพลาอาจมีแรงภายในมากเกินไปหรือไม่เสถียร

สำหรับการคำนวณเชิงความร้อนโดยละเอียด โปรดดูการคำนวณและการชดเชยการขยายตัวทางความร้อนของบอลสกรู.

ความร้อนและอายุการใช้งาน

ภาระภายในที่สูงขึ้นไม่ได้ดีกว่าเสมอไป การดึงเพลาที่มากเกินไปหรือพรีโหลดของแบริ่งอาจเพิ่มแรงบิดขณะทำงาน แรงเสียดทานของแบริ่ง การสร้างความร้อน และการโหลดเมื่อล้า การออกแบบควรใช้เฉพาะแรงที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านความแข็งแกร่ง ความเร็ว และประสิทธิภาพเชิงความร้อน

การดึงล่วงหน้าของสกรู-เพลาไม่ใช่พรีโหลดน็อตบอล

บางครั้งคำนี้ใช้แทนกันได้ในคำอธิบายทั่วไป แต่หมายถึงส่วนต่างๆ ของระบบบอลสกรู

เครื่องจักรสามารถใช้บอลนัทที่โหลดไว้ล่วงหน้าได้โดยไม่ต้องดึงเพลาล่วงหน้า นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพลาสกรูแบบดึงกลับได้ในขณะที่ยังต้องมีการระบุพรีโหลดน็อตลูกปืนและพรีโหลดแบริ่งรองรับแยกกัน

เมื่อใดจึงควรใช้บอลสกรูแบบดึงกลับหรือไม่ดึงกลับ

พิจารณาระบบเสริมแรงเมื่อ:

• สกรูค่อนข้างยาวและหมุนด้วยความเร็วสูง
• ความแข็งแกร่งของแกนสูงเป็นสิ่งสำคัญต่อกระบวนการของเครื่องจักร
• แกนมีความไวต่อการสั่นสะเทือนหรือความไม่เสถียรแบบไดนามิก
• สามารถคำนวณอุณหภูมิสกรูที่คาดหวังและการยืดตัวจากความร้อนได้
• เครื่องจักรได้จัดวางตัวเรือนแบริ่งคงที่ไว้ที่ปลายทั้งสองข้างอย่างแม่นยำ
• แบริ่งรองรับสามารถรับภาระเริ่มต้นและภาระการทำงานที่คำนวณได้
• การติดตั้งและการบำรุงรักษาสามารถปฏิบัติตามขั้นตอนการยึดครองที่มีการควบคุม

พิจารณาระบบที่ไม่มีการบังคับเมื่อ:

• ความยาวสกรูและความเร็วในการทำงานอยู่ในระดับปานกลาง
• โครงสร้างแบบลอยตัวคงที่ทำให้มีความแข็งแกร่งเพียงพอ
• ติดตั้งง่ายและอิสระเรื่องความร้อนถือเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก
• การใช้งานไม่ได้สอดคล้องกับข้อกำหนดเพิ่มเติมเกี่ยวกับตลับลูกปืนและตัวเรือน
• ข้อผิดพลาดเกี่ยวกับความร้อนสามารถยอมรับได้หรือจัดการผ่านการชดเชยหรือข้อเสนอแนะจากภายนอก
• อุปกรณ์ใช้การจัดการรองรับ BK/BF, FK/FF หรือ EK/EF มาตรฐาน

ก่อนที่จะเลือกระบบใดระบบหนึ่ง ให้จัดเตรียมเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรู ตะกั่ว ความยาวรวมและความยาวที่ไม่รองรับ ความเร็วในการหมุน โหลดตามแนวแกน ทิศทางการติดตั้ง ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่คาดหวัง และการจัดเรียงตลับลูกปืนที่เสนอ

สำหรับการเปรียบเทียบวิธีการสนับสนุนแบบคงที่–คงที่, คงที่–ลอยตัว และคงที่–ฟรี โปรดดูการจัดเรียงแบริ่งรองรับบอลสกรู.