EN
AR
BG
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RU
ES
SV
TL
ID
UK
VI
HU
TH
TR
FA
AF
MS
SW
GA
CY
BE
KA
LA
MY
TG
UZ
Това ръководство обяснява какво всъщност прави предварителното натоварване, стандартните класове предварително натоварване, използвани от водещи производители като HIWIN, THK и TBI, и как да подберете подходящото ниво на предварително натоварване за всяка ос на инжекционна машина за формоване.
Какво е предварителното натоварване на топчест винт?
Предварителното натоварване е вътрешната осева сила, приложена между гайката с топчета и винтовия вал чрез увеличаване на размерите на ролковите елементи спрямо разстоянието между канавките. Просто казано, топчетата са леко по-големи от зазорът, което създава непрекъсната еластична товарна сила и елиминира зазора.
Приложенията за инжекционно формоване печелят от предварителното натоварване по три ключови начина:
- Елиминира люфт — промените в посоката при инжекцията и изваждането не водят до загуба на движение
- Увеличава стивостта — системата се деформира по-малко под високи сили за стягане и инжекция
- Подобрява повтаряемостта на позиционирането — постоянният контакт означава постоянни крайни позиции
Обаче предварителното натоварване създава и търкалящо триене дори при нулево външно натоварване. Това триене генерира топлина, консумира въртящ момент от двигателя и ускорява износването. Целта винаги е минималното предварително натоварване, което отговаря на изискванията към стивостта и точността за даденото приложение. 
Стандартни класове на предварително натоварване
Основните тайвански и японски производители използват стандартизирана триводна система:
таблица
| Клас на преднатоварване | Осева предварителна натовареност | Типични приложения |
|---|---|---|
| Z0 (Нула / Без предварителна натовареност) | 0 % от динамичния клас | Транспортиране, позициониране с ниска точност, транспортни оси |
| Z1 (Лека предварителна натовареност) | ~2–3 % от динамичния клас | Обща автоматизация, изтласквателни оси, средна точност |
| Z2 (Средна предварителна натовареност) | ~5–7 % от динамичния клас | Затягащи оси, инжекционни оси, обработка с висока стабилност |
| Z3 (тежка предварителна натовареност) | ~8–10 % от динамичния клас | Машини за обработка с ултрависока твърдост, рядко използвани в формоването |
Някои производители ги маркират по различен начин — P0/P1/P2, C0/C1/C2 или F0/F1/F2 — но принципът и диапазоните на усилие са еквивалентни за HIWIN, THK, TBI и други водещи марки.
Избор на предварителна натовареност според оста за инжекционно формоване
Инжекционната формовъчна машина има няколко оси с кълбести винтове, всяка с много различни изисквания към товара и точността. Един и същ ниво на предварителна натовареност не е подходящо за всички.
1. Оста за стягане (с механичен лост / директно пресоване)
Препоръчително: Z2 средна предварителна натовареност
Оста за стягане поема най-високите сили в машината — често десетки тона. Разделянето на формата по време на инжекция изисква максимална твърдост, за да се предотврати образуването на излишъци и несъвпадането на разделящата линия.
Защо Z2:
- Елиминира цялото люфтоване за прецизно позициониране при затваряне на формата
- Максимизира осевата стивост под товарна натовареност
- Намалява деформацията, която предизвиква неравномерно износване на формата
Разглеждания:
Осовите оси за стягане работят при относително ниски скорости (обикновено 5–15 м/мин), така че топлинното отделяне от предварителното натоварване Z2 е в рамките на управлението. Топлинното разширение все още е фактор при големи машини с дълъг ход, но ползата от по-високата стивост надвишава този недостатък.
2. Оста за инжекция / подаване на шнек
Препоръчително: Z1–Z2 (зависи от приложението)
Остата за инжекция изисква баланс между скорост, точност и сила. Тя ускорява бързо, често променя посоката си за декомпресия и трябва да осигурява постоянен обем на инжекцията.
За стандартно прецизно формоване → Z1 Леко:
Повечето инжекционни машини за общо предназначение работят добре с леко предварително натоварване. Люфтоването е минимално, триенето е ниско, а топлинното отделяне остава в допустимите граници за непрекъснато (24/7) функциониране.
За прецизно / оптично формоване → Z2 Средно:
Когато повтаряемостта на теглото на инжекцията трябва да е под 0,1 %, средното предварително натоварване гарантира отсъствието на загуба на ход при всяка инжекционна стъпка. Комбинирайте с охладен винт за управление на допълнителното топлинно натоварване.
3. Оста за изхвърляне
Препоръчително: Z1 леко предварително натоварване
Остите за изхвърляне преместват относително малка маса и изискват умерена точност на позициониране. Те работят с честа цикличност, но при ниско усилие.
Защо Z1:
- Елиминира люфта за последователно положение на изхвърлящите пинове
- По-ниско триене означава по-малко топлина и по-дълъг срок на служба на смазката
- Достатъчна твърдост за стандартните усилия за изхвърляне
Z0 рядко се използва тук, тъй като люфтът би причинил неравномерно напредване на пиновете и потенциално залепване на детайлите при първия ход след смяна на посоката.
4. Преместване на инжекционната единица / допир на дюзата
Препоръчително: Z0 или Z1 леко
Тази ос просто премества инжекционната единица напред и назад за контакт на дюзата. Изискванията към точността на позиционирането са скромни, а товарът е предимно триене от линейните водачи.
Z0 (без предварително натоварване) работи отлично за допир на дюзата. Някои производители на машини специфицират Z1 за малко по-постоянна сила на допир на дюзата, но разликата е незначителна.
Чести грешки при предварително натоварване в приложения за формоване
Грешка 1: „Повече предварително натоварване = по-добра машина“
Много купувачи приемат Z3 с тежко предварително натоварване като премиум надстройка. В действителност то поражда 3–4 пъти повече триене в сравнение с Z1, рязко увеличава температурата и намалява очаквания срок на експлоатация с 30–50 %. Освен ако приложението наистина изисква максимална стивост, тежкото предварително натоварване е общо взето негативен фактор.
Грешка 2: Игнориране на загубата на предварително натоварване с течение на времето
Предварителното натоварване намалява с износването на пътечките. След милиони цикли винт Z2 може ефективно да стане Z1 или дори Z0. Затова прецизните машини развиват проблеми с люфта след 5–10 години интензивна употреба. Двойните гайки (серии DFU/DFI от TBI, DFS от HIWIN) позволяват повторна регулиране на предварителното натоварване, което е значително предимство за дългосрочно производство на формовани изделия.
Грешка 3: Указване на предварително натоварване без оглед на скоростта
Оси с висока скорост (инжекционни системи за бързоциклови опаковъчни машини) генерират повече топлинна енергия от триене. Предварително натоварване Z2, което работи добре при 10 m/min, може да предизвика термичен разгон при 30 m/min. Винаги проверявайте предварителното натоварване във връзка с DN-рейтинга на винта и целевата работна скорост.
Двойна гайка срещу една гайка – предварително натоварване
Предварителното натоварване се постига чрез два основни конструктивни метода, което има значение за поддръжката:
Предварително натоварване с една гайка (прекалено големи топки):
Гайката е едноцялостна част с леко по-големи топки. Този вариант е компактен, икономичен и често се използва за диапазон Z0–Z1. Недостатък: предварителното натоварване не може да се регулира на място; след износване гайката трябва да се замени.
Предварително натоварване с две гайки (разделителна шайба / ъглов отстъп):
Две отделни гайки се монтират заедно с разделителна шайба или ъглов отстъп, който създава силата на предварителното натоварване. Често се използва в диапазона Z1–Z2 за оси с високо натоварване. Предимства: предварителното натоварване може да се повторно регулира или настройва по време на поддръжка чрез промяна на дебелината на разделителната шайба. Това значително удължава полезния живот на винтовия агрегат.
За производствени среди с инжекционно формоване, където машините работят повече от 10 години, предварителното натоварване с две гайки за осите за стягане и инжекция е разумно инвестиране.
Как да се провери предварителното натоварване на съществуващи машини
Ако диагностицирате по-стара напълно електрическа машина, можете да оцените остатъчното предварително натоварване, без да демонтирате гайката:
- Тест за люфт — Монтирайте индикаторен часовникови измервателен уред в корпуса на гайката, приложете ръчно променлива осева сила и измерете загубеното движение. Всякакъв измерим люфт показва, че предварителното натоварване е частично или напълно изгубено.
- Тест за въртящ момент на триене — Откачете моторната връзка и измерете въртящия момент, необходим за завъртане на винта. Сравнете с фабричната спецификация; значително по-ниският въртящ момент показва загуба на предварително натоварване.
- Мониторинг на температурата — Изведнъж спадане на работната температура (при същите производствени параметри) може да означава, че предварителното натоварване е намаляло почти до нула.
Заключение
Изборът на предварително натоварване е балансиране между твърдост, точност, триене, генериране на топлина и срок на служба. За машините за инжекционно леене оптималната стратегия е осева:
- Оста за стягане: Z2 – средно предварително натоварване (предпочитан е дизайнът с двойна гайка)
- Оста за инжекция: Z1 за обща употреба, Z2 за прецизни приложения
- Оста за изхвърляне: Z1 – леко предварително натоварване
- Докосване на дюзата / преместване: Z0 или Z1
Чрез съвместяване на класа на предварителното натоварване с действителните изисквания за всяка ос, формовачите постигат най-добрата комбинация от точност на позициониране, енергийна ефективност и продължителност на компонентите. А за машини, които се очаква да работят в непрекъснато производство 24/7 в продължение на десет години или повече, изборът на конструкции с двойни гайки, които позволяват повторна регулировка на предварителното натоварване, осигурява значителна дългосрочна стойност.