บอลสกรูกราวด์ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งแรงไปตามแกนของสกรูเป็นหลัก ไม่ควรใช้เป็นส่วนประกอบที่รองรับน้ำหนักของโต๊ะเคลื่อนที่ แรงในการตัดเฉือนในแนวรัศมี หรือโมเมนต์การพลิกคว่ำ
ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มี "ภาระในแนวรัศมีสูงสุดที่อนุญาต" แบบสากลที่ใช้กับบอลสกรูกราวด์ทั้งหมด โดยปกติแล้ว แค็ตตาล็อกบอลสกรูจะระบุอัตราโหลดไดนามิกตามแนวแกน อัตราโหลดคงที่ตามแนวแกน โหลดตามแนวแกนที่อนุญาต ความเร็ววิกฤต และอายุการใช้งาน โดยทั่วไปจะไม่ใช้พิกัดแรงรัศมีที่แยกจากกันในการเลือกบอลสกรู
คำตอบเชิงปฏิบัติ:ควรหลีกเลี่ยงการโหลดในแนวรัศมีโดยเจตนาบนน็อตลูกปืนและเพลาสกรู ใช้ตัวนำทางเชิงเส้นหรือกลไกนำทางอื่นเพื่อรองรับแรงในแนวรัศมีและโมเมนต์
โหลดตามแนวแกนและโหลดแนวรัศมีแตกต่างกัน
โหลดตามแนวแกนทำหน้าที่ขนานกับเส้นกึ่งกลางของเพลาสกรู นี่คือทิศทางที่บอลสกรูแปลงแรงบิดของมอเตอร์เป็นแรงขับเชิงเส้น
โหลดในแนวรัศมีจะตั้งฉากกับแกนของสกรู แหล่งที่มาทั่วไป ได้แก่ :
- น้ำหนักของโต๊ะหรือส่วนประกอบที่เคลื่อนไหว
- แรงตัดหรือการตัดเฉือนที่กระทำข้ามแกน
- โหลดที่ยื่นออกมาซึ่งอยู่ห่างจากเส้นกึ่งกลางของสกรู
- การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องระหว่างบอลสกรูและลิเนียร์ไกด์
- ตัวเรือนน็อตที่ไม่ตั้งฉากกับแกนสกรู
- มอเตอร์ คัปปลิ้ง หรือแบริ่งรองรับไม่ตรงแนว
บอลและรางน้ำภายในบอลสกรูได้รับการจัดเรียงเพื่อให้ส่งแรงตามแนวแกนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อใช้โหลดด้านข้าง โหลดจะไม่กระจายผ่านวงจรบอลตามที่ตั้งใจไว้อีกต่อไป
เหตุใดกราวด์บอลสกรูจึงไม่ควรรับภาระในแนวรัศมี
สนามแข่งภาคพื้นดินให้ลีดที่แม่นยำและการเคลื่อนที่ที่ราบรื่น แต่กระบวนการเจียรไม่ได้เปลี่ยนบอลสกรูให้เป็นแนวนำ บอลสกรูแบบกราวด์และแบบม้วนมีหลักการออกแบบพื้นฐานเดียวกัน นั่นคือส่งการเคลื่อนที่ตามแนวแกนและแรงขับ ในขณะที่ระบบนำทางที่แยกต่างหากจะควบคุมโต๊ะเคลื่อนที่
โหลดรัศมีที่มากเกินไปหรือการเยื้องศูนย์อาจทำให้เกิด:
- การโหลดลูกบอลไม่สม่ำเสมอ:ลูกบอลและสนามแข่งบางแห่งสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่าที่อื่น
- เพิ่มแรงบิดขณะวิ่ง:สกรูอาจรู้สึกแน่นหรือต้องใช้แรงบิดของมอเตอร์มากขึ้นในการหมุน
- การสวมใส่ในท้องถิ่น:ความเครียดจากการสัมผัสที่เข้มข้นสามารถสร้างความเสียหายให้กับสนามแข่งและทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
- การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน:การโหลดด้านข้างอาจขัดขวางการไหลเวียนของลูกบอลที่ราบรื่น
- ลดความแม่นยำของตำแหน่ง:การโก่งตัวของสกรูและแรงเสียดทานที่ไม่เสถียรอาจส่งผลต่อความสามารถในการทำซ้ำได้
- ความเสียหายของซีลและระบบส่งคืน:การวางแนวที่ไม่ตรงอย่างรุนแรงอาจทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมกับส่วนประกอบน็อตภายใน
- ความล้มเหลวก่อนกำหนด:การทำงานต่อเนื่องภายใต้ภาระด้านข้างโดยไม่ได้ตั้งใจอาจทำให้น็อต เพลาสกรู หรือส่วนรองรับเสียหายได้
เส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้มีภาระในแนวรัศมีมากขึ้นหรือไม่?
โดยทั่วไปเพลาสกรูที่มีขนาดใหญ่กว่าจะทนทานต่อการโค้งงอได้ดีกว่าเพลาขนาดเล็กที่มีความยาวประสิทธิผลเท่ากัน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าสามารถเลือกโหลดรัศมีที่ยอมรับได้จากเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาเพียงอย่างเดียว
ผลกระทบที่แท้จริงของแรงในแนวรัศมีขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ:
- เส้นผ่านศูนย์กลางรูตของเพลาสกรู
- ความยาวของเพลาที่ไม่รองรับ
- ตำแหน่งที่ใช้แรงด้านข้าง
- การจัดเรียงตลับลูกปืนแบบคงที่–คงที่,รองรับคงที่หรือคงที่–ไม่มี
- ตำแหน่งน็อตตามจังหวะ
- ขนาดปลายเพลา
- การโก่งตัวของสกรูที่อนุญาต
- ความเร็วไดนามิกและสภาวะการสั่นสะเทือน
แม้ว่าเพลาสกรูจะแข็งแรงพอที่จะต้านทานการเสียรูปถาวร แต่การโก่งตัวในแนวรัศมีอาจยังมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับระบบการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำ ที่สำคัญกว่านั้น บอลนัทอาจมีการสัมผัสภายในไม่เท่ากันก่อนที่เพลาจะถึงขีดจำกัดความแข็งแรงของวัสดุ
ดังนั้นความแข็งแรงในการดัดงอของเพลาไม่ควรถือเป็นภาระในแนวรัศมีที่อนุญาตของชุดบอลสกรูทั้งชุด
อัตราการโหลดบอลสกรูแสดงถึงอะไร?
เมื่อเลือกบอลสกรู อัตราโหลดที่เกี่ยวข้องมากที่สุดมักจะเป็นอัตราตามแนวแกน
คะแนนโหลดไดนามิกพื้นฐาน
อัตราโหลดไดนามิกพื้นฐานจะใช้เมื่อคำนวณอายุการใช้งานความล้าที่ระบุภายใต้โหลดการทำงานตามแนวแกน มันไม่ได้แสดงถึงภาระในแนวรัศมีที่แนะนำบนบอลสกรู
คะแนนโหลดคงที่ขั้นพื้นฐาน
อัตราการรับน้ำหนักคงที่พื้นฐานเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรูปถาวรที่การสัมผัสระหว่างลูกบอลและรางน้ำภายใต้ภาระคงที่ในแนวแกน ไม่ควรตีความว่าเป็นแรงในแนวรัศมีสูงสุดที่ชุดประกอบสามารถรองรับได้
โหลดตามแนวแกนที่อนุญาต
โหลดตามแนวแกนที่อนุญาตอาจถูกจำกัดด้วยการโก่งของเพลาสกรู แรงดึงหรือแรงอัด การจัดวางการติดตั้ง และตำแหน่งของน็อต สภาวะเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งกับเพลาสกรูยาวและแกนแนวตั้ง
กบอลสกรูรับน้ำหนักสูงได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีความสามารถมากขึ้นในทิศทางตามแนวแกนที่ต้องการ "การรับน้ำหนักสูง" ไม่ได้หมายความว่าสกรูสามารถเปลี่ยนลิเนียร์ไกด์หรือจงใจรับแรงในแนวรัศมีขนาดใหญ่ได้
ควรรองรับโหลดรัศมีอย่างไร
โต๊ะเคลื่อนย้ายได้ควรได้รับการรองรับด้วยรางนำเชิงเส้นตรงขนาดเหมาะสม ตลับลูกปืนเชิงเส้น หรือกลไกรางนำอื่น ๆ โดยเฉพาะ ส่วนประกอบเหล่านี้จะจำกัดทิศทางการเคลื่อนที่และรับภาระในแนวรัศมี แรงด้านข้าง และโมเมนต์การพลิกคว่ำ
ในแกนเชิงเส้นตรงทั่วไป:
- บอลสกรูให้แรงขับตามแนวแกนและการเคลื่อนที่ตามตำแหน่ง
- คู่มือการเชิงเส้นรองรับมวลที่เคลื่อนที่และโหลดรัศมีภายนอก
- บล็อกคำแนะนำต้านทานการขว้าง การหันเห และการม้วนตัว
- ตลับลูกปืนรองรับค้นหาเพลาสกรูและรับน้ำหนักที่สร้างขึ้นที่ปลายเพลา
DLY จัดให้แนวทางเชิงเส้นเพื่อรองรับแรงในแนวรัศมีและควบคุมการเคลื่อนที่ของแกนที่ขับเคลื่อนด้วยบอลสกรู
อย่าสับสนระหว่างการโหลดสกรูกับการโหลดแบริ่งรองรับ
แบริ่งรองรับที่ปลายบอลสกรูอาจมีพิกัดโหลดตามแนวแกนและแนวรัศมีของตัวเอง ค่าเหล่านี้เป็นของตลับลูกปืนและการจัดวางในการติดตั้ง ไม่ใช่ของน็อตบอล
ตัวอย่างเช่น การจัดเรียงตลับลูกปืนหน้าสัมผัสเชิงมุมที่ด้านคงที่อาจมีแรงขับตามแนวแกนในขณะเดียวกันก็ทนต่อภาระของตลับลูกปืนแนวรัศมีที่ระบุด้วย นี่ไม่ได้หมายความว่าน็อตบอลสกรูสามารถใช้เป็นตลับลูกปืนแนวรัศมีสำหรับโต๊ะเคลื่อนที่ได้
จะต้องตรวจสอบความสามารถในการรับน้ำหนักรองรับ ความแข็งแรงปลายเพลา และพิกัดโหลดตามแนวแกนของบอลสกรูแยกกัน
วิธีตรวจสอบการออกแบบที่มีการโหลดด้านข้างที่เป็นไปได้
หากแรงในแนวรัศมีอาจไปถึงบอลสกรู ให้ระบุแหล่งที่มาของมันก่อน แทนที่จะพยายามกำหนดขีดจำกัดโหลดในแนวรัศมีทั่วไปให้กับสกรู
- วาดทิศทางของแรงแยกแรงตามแนวแกน แรงในแนวรัศมี และโมเมนต์การพลิกคว่ำ
- ตรวจสอบระบบนำทางยืนยันว่าบล็อกนำสามารถรับน้ำหนักที่เคลื่อนที่ แรงภายนอก และโมเมนต์ที่ใช้ได้
- ตรวจสอบการจัดตำแหน่งสกรูถึงไกด์วัดความขนานระหว่างแกนสกรูและรางนำตลอดช่วงชัก
- ตรวจสอบตัวเรือนน็อตยืนยันว่าพื้นผิวติดตั้งตั้งฉากกับแกนสกรู และไม่ดึงน็อตไปด้านข้าง
- ตรวจสอบการจัดเรียงปลายเพลาตรวจสอบความพอดีของตลับลูกปืน การจัดตำแหน่งตัวเรือน และการติดตั้งข้อต่อ
- หมุนสกรูก่อนขันให้แน่นครั้งสุดท้ายแรงบิดในการวิ่งควรคงความนุ่มนวลตลอดการเดินทาง
- ปรึกษาผู้ผลิตเกี่ยวกับการโหลดแบบรวมที่หลีกเลี่ยงไม่ได้จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์เฉพาะหากการออกแบบไม่สามารถขจัดแรงด้านข้างที่น็อตได้
สัญญาณเตือนการโหลดแนวรัศมีหรือการวางแนวไม่ตรง
อาการที่เป็นไปได้ ได้แก่:
- แรงบิดขณะวิ่งจะเปลี่ยนไปเมื่อน็อตเคลื่อนที่ไปตามจังหวะ
- สกรูจะแน่นหลังจากขันแป้นยึดน็อตจนสุดแล้ว
- เสียงผิดปกติหรือแรงสั่นสะเทือนใกล้ตำแหน่งเฉพาะ
- รอยสึกไม่สม่ำเสมอบนร่องน้ำสกรู
- กระแสของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นโดยไม่มีการเพิ่มภาระในแนวแกนที่สอดคล้องกัน
- อุณหภูมิของแบริ่งรองรับหรือน็อตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
- ความแม่นยำของตำแหน่งจะเปลี่ยนไปที่จุดต่างๆ ของจังหวะ
หากอาการเหล่านี้เกิดขึ้นหลังการติดตั้ง ให้คลายตัวเรือนน็อตและชุดรองรับตามลำดับที่ได้รับการควบคุม และตรวจสอบการจัดตำแหน่งอีกครั้ง อย่าพยายามแก้ไขปัญหาโดยการเพิ่มแรงบิดของมอเตอร์หรือเพิ่มพรีโหลดเท่านั้น
บทสรุป
ไม่มีโหลดรัศมีสูงสุดที่ยอมให้ใช้ได้กับบอลสกรูกราวด์ทุกตัว บอลสกรูกราวด์ถูกเลือกเป็นหลักตามภาระในแนวแกน อายุการใช้งาน ความแม่นยำ ตะกั่ว ความเร็ว ความต้านทานการโก่งงอ และความเร็ววิกฤต
โหลดในแนวรัศมีและโมเมนต์การพลิกคว่ำควรดำเนินการโดยใช้ระบบนำทางเชิงเส้นตรงที่แยกจากกัน ควรลดแรงด้านข้างที่ไปถึงน็อตบอลให้เหลือน้อยที่สุดโดยการเลือกไกด์ การออกแบบโครงสร้าง และการจัดตำแหน่งการติดตั้งที่ถูกต้อง
สำหรับการใช้งานเฉพาะ ให้จัดเตรียมแรงตามแนวแกน ระยะชัก ทิศทางการติดตั้ง ความเร็ว ความแม่นยำที่ต้องการ การจัดเรียงตัวรองรับสกรู และโครงร่างไกด์ DLY สามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อแนะนำสิ่งที่เหมาะสมได้บอลสกรูและการจับคู่องค์ประกอบการเคลื่อนที่เชิงเส้น
