Факторы, ограничивающие максимальную скорость вращения винтов ШВП
Скорость вращения — это крайне важная характеристика ШВП, она определяет общее быстродействие механизма или станка в целом. Имеются три фактора, влияющие на максимальную скорость вращения ШВП.
Максимальная скорость вращения
Максимальная скорость вращения винта — это скорость, при которой у вала начинаются резонансные колебания. На это влияют диаметр вала, неподдерживаемая длина и конструктивные особенности опорных подшипников.
Соотношение диаметра вала и расстояния между опорами определяет провисание вала. Чем оно больше — тем меньше максимальная скорость вращения. Так же следует заметить, что радиально-упорные (фиксированные) подшипники лучше противостоят угловому отклонению вала, в то время как простые подшипники — нет. Однако подшипниковый узел, который состоит из двух простых подшипников с разрезной втулкой, будет работать практически так же.
Чтобы рассчитать критическую скорость вращения длинных винтов фирмы Steinmeyer, мирового лидера по производству ШВП винтов, рекомендуется использовать следующую формулу (см. ниже). Убедитесь, что используете надлежащий коэффициент подшипников.
Nk – максимальная скорость, Dn – номинальный диаметр (мм), ls – неподдерживаемая длина винта (мм), а k – коэффициент запаса (обычно от 1 до 3)
Максимальная скорость
Второй фактор, который ограничивает скорость вращения ШВП — это инерционные силы, действующие на шарики, перемещающиеся в гайке во время вращения. Момент инерции винта зависит от внутренней конструкции гаек (в частности — системы возврата шариков) и размера шариков. В общем, несколько упростив, можно сказать, что винты с маленькими шариками имеют большую максимальную скорость вращения, нежели винты с большими шариками. Для ШВП Steinmeyer максимальная скорость вращения достигает 4,500 об/мин для шариков диаметром 3 мм, и до 1050 об/мин для шариков 12,5 мм.
Значение DN
Сама концепция DN (значения скорости вращения) — это упрощенный способ определения максимальной скорости вращения винта ШВП. DN – это умножение номинального диаметра ШВП винта (в мм) на максимально допустимую скорость (в об/мин). Имейте в виду, что при использовании в формуле значений винтов нестандартных размеров (очень маленьких или очень больших), вы не получите нужного результата.
При использовании формулы DN, можно легко сравнивать значения различных конструкций ШВП винтов. Более сложные системы возврата шариков имеют более высокое значение DN, соответственно чем ниже значение DN – тем более простая система возврата шариков у винта ШВП. Значение DN в формуле напрямую связано со скоростью шарика. Формула DN:
Nmax – максимальная скорость (об/мин), dN – номинальный диаметр (в мм), DN – значение скорости вращения.
На сегодняшний день большинство винтов ШВП имеют максимальные значения DN от 60 тысяч до 120 тысяч, хотя в некоторых случаях значение бывает выше.
Также вы можете рассчитать скорость вращения винта ШВП, используя этот калькулятор.