聯軸器剛性對設備的影響
聯軸器剛性對設備的影響
表示聯軸器性能的規格有容許負載、容許轉速、扭轉彈簧常數、聯軸器本身的齒隙(鬆動)之試差或容許偏差值誤差等。當設備想要改善定位特性,或是想要能夠降低振動時,一般都以“高剛性、無齒隙”為選用聯軸器的首要條件。
但是,聯軸器的剛性從設備整體的剛性來看,有時影響並不大。
在此舉一個例子,分別使用類似MCS聯軸器的鉗口聯軸器,以及使用高剛性的風箱式聯軸器,來比較滾珠螺桿驅動時設備整體的剛性。
(引用自KTR公司的技術資料,聯軸器的大小與本公司推出的產品不同。)
測試設備概要
● 各部的規格
鉗口聯軸器的扭轉彈簧常數
Cj= 21000[N·m/rad]
風箱式聯軸器的扭轉彈簧常數
Cb= 116000[N·m/rad]
伺服馬達的剛性
Cm= 90000[N·m/rad]
滾珠螺桿的導程
h= 10[mm]
滾珠螺桿的齒底直徑
d= 28.5[mm]
滾珠螺桿長度
L= 800[mm]
軸承的軸方向剛性
Rbrg= 750[N/μm]
滾珠螺桿螺帽的軸方向剛性
Rn= 1060[N/μm]
滾珠螺桿的彈性係數
Rf= 165000[N/mm2]
① 求出滾珠螺桿、軸承、螺帽部分的扭轉剛性。
滾珠螺桿的軸方向剛性Rs為
RS=(Rf・d2)/L
=(165000×28.52)/800
=167526[N/mm]
=167.5[N/μm]
因此,滾珠螺桿、軸承、螺帽部分的合計軸方向剛性Rt如下。
將此軸方向剛性代換成扭轉剛性Ct如下。
RS=(Rf・d2)/L
=(165000×28.52)/800
=167526[N/mm]
=167.5[N/μm]
因此,滾珠螺桿、軸承、螺帽部分的合計軸方向剛性Rt如下。
將此軸方向剛性代換成扭轉剛性Ct如下。
② 求出使用鉗口聯軸器時設備整體的剛性C
③ 求出使用風箱式聯軸器時設備整體的剛性C
④ 計算結果
聯軸器的剛性 [N·m/rad] |
整體設備的剛性 [N·m/rad] |
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---|---|---|
使用鉗口聯軸器時 | 21000 | 327.7 |
使用風箱式聯軸器時 | 116000 | 331.9 |
一般型鉗口聯軸器時的剛性是風箱式聯軸器的1/5,但是設備整體的剛性,差別是1.2%。