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
У цьому посібнику пояснюється, яку функцію виконує попереднє навантаження, стандартні класи попереднього навантаження, що застосовують основні виробники, такі як HIWIN, THK та TBI, а також те, як підібрати відповідний рівень попереднього навантаження для кожної осі машини ливарного формування під тиском.
Що таке попереднє навантаження кулькового гвинта?
Попереднє навантаження — це внутрішня осьова сила, прикладена між гайкою й валом кулькового гвинта шляхом збільшення розмірів котушок порівняно з кроком паза. Простими словами, кульки трохи завеликі для зазору, що створює постійне пружне навантаження й усуває люфт.
Застосування лиття під тиском вигідно від переднатягу трьома ключовими способами:
- Виключає люфт — зміна напрямку руху на осях впорскування та виштовхування не призводить до втрати руху
- Підвищує жорсткість — система менше деформується під впливом великих сил замикання та впорскування
- Поліпшує повторюваність позиціонування — сталі контакти забезпечують сталі положення зупинки
Однак переднатяг також створює кочильне тертя навіть за відсутності зовнішнього навантаження. Це тертя викликає нагрівання, споживає крутний момент двигуна й прискорює знос. Мета — завжди мінімальний переднатяг, який задовольняє вимоги застосування щодо жорсткості й точності. 
Стандартні класи переднатягу
Основні тайванські та японські виробники використовують стандартизовану трирівневу систему:
таблиця
| Клас попереднього натягу | Осьова сила попереднього навантаження | Типове застосування |
|---|---|---|
| Z0 (нульове / без попереднього навантаження) | 0 % від динамічного навантаження | Транспортування, позиціонування з низькою точністю, транспортні осі |
| Z1 (легке попереднє навантаження) | ~2–3 % від динамічного навантаження | Загальна автоматизація, висувні осі, середня точність |
| Z2 (середнє попереднє навантаження) | ~5–7 % від динамічного навантаження | Затискні осі, ін’єкційні осі, обробка з високою жорсткістю |
| Z3 (велике попереднє навантаження) | ~8–10 % від динамічного рейтингу | Ультрависокожорсткі верстати, рідко використовуються у литті |
Деякі виробники позначають їх по-різному — P0/P1/P2, C0/C1/C2 або F0/F1/F2 — але принцип і діапазони сил є еквівалентними для HIWIN, THK, TBI та інших провідних брендів.
Вибір попереднього навантаження за віссю лиття під тиском
Машина для лиття під тиском має кілька осей з кульковим гвинтом, кожна з яких має дуже різні вимоги щодо навантаження та точності. Один рівень попереднього навантаження не підходить для всіх.
1. Вісь затискання (механізм важеля / безпосередній тиск)
Рекомендовано: Z2 — середнє попереднє навантаження
Вісь затискання сприймає найбільші зусилля в машині — часто десятки тонн. Розділення форми під час лиття вимагає максимальної жорсткості, щоб запобігти витіканню матеріалу та неспівпадінню ліній роз’єму.
Чому Z2:
- Усуває весь люфт для точного положення закриття форми
- Максимізує осьову жорсткість під навантаженням у тоннах
- Зменшує деформацію, що призводить до нерівномірного зносу форми
Розглядаючи:
Осьові приводи защемлення працюють порівняно на низьких швидкостях (зазвичай 5–15 м/хв), тому тепловиділення від попереднього натягу Z2 є контрольованим. Теплове розширення все ще є чинником у великих верстатів із великим ходом, але перевага жорсткості переважає цей недолік.
2. Вісь впорскування / подачі гвинта
Рекомендовано: Z1–Z2 (залежно від застосування)
Вісь впорскування потребує балансу швидкості, точності та зусилля. Вона швидко розганяється, часто змінює напрямок для декомпресії й має забезпечувати сталі об’єми порцій.
Для стандартного точного лиття → Z1 Light:
Більшість універсальних машин для впорскування добре працюють із легким попереднім натягом. Люфт мінімальний, тертя низьке, а тепловиділення залишається в допустимих межах для безперервної роботи 24/7.
Для точного / оптичного лиття → Z2 Medium:
Коли повторюваність ваги витиску має бути нижчою за 0,1 %, середнє попереднє навантаження забезпечує нульовий люфт на кожному циклі витиску. Поєднайте його з охолоджуваним гвинтовим вузлом для керування додатковим теплом.
3. Вісь викиду
Рекомендовано: легке попереднє навантаження Z1
Оси викиду рухають порівняно невелику масу й потребують помірної точності позиціонування. Вони працюють у частому циклі, але з низьким зусиллям.
Чому Z1:
- Усуває люфт для стабільного положення штирів викиду
- Нижче тертя означає менше тепла й довший термін служби мастила
- Достатня жорсткість для типових зусиль викиду
Z0 тут використовується рідко, бо люфт призводить до нерівномірного просування штирів і можливого прилипання виробу під час першого ходу після зміни напрямку.
4. Переміщення одиниці витиску / дотик сопла
Рекомендовано: Z0 або Z1 Light
Ця вісь просто переміщує ін’єкційну одиницю вперед і назад для контакту сопла. Вимоги до точності позиціонування помірні, а навантаження в основному створюється тертям у лінійних напрямних.
Z0 (без попереднього натягу) ідеально підходить для контакту сопла. Деякі виробники обладнання вказують Z1 для трохи більш стабільної сили контакту сопла, але різниця мінімальна.
Поширені помилки щодо попереднього натягу в литті формами
Помилка 1: «Більше попереднього натягу = кращий верстат»
Багато покупців вважають, що Z3 з великим попереднім натягом — це преміальне оновлення. Насправді вона створює в 3–4 рази більше тертя, ніж Z1, значно підвищує температуру й скорочує розрахунковий термін служби на 30–50 %. Якщо застосування справді не потребує максимальної жорсткості, великий попередній натяг є шкідливим.
Помилка 2: Ігнорування втрати попереднього натягу з часом
Попереднє навантаження зменшується із зношенням доріжок кочення. Після мільйонів циклів гвинт Z2 може ефективно перетворитися на Z1 або навіть на Z0. Саме тому прецизійні верстати розвивають проблеми з люфтом через 5–10 років інтенсивної експлуатації. Конструкції з подвійною гайкою (серії DFU/DFI від TBI, DFS від HIWIN) дозволяють повторно регулювати попереднє навантаження — це суттєва перевага для тривалого виробництва лиття.
Помилка 3: Вказування попереднього навантаження без урахування швидкості
Оси високої швидкості (наприклад, впорскування в швидкоциклових упакувальних машинах) створюють більше тепла тертя. Попереднє навантаження Z2, яке добре працює при 10 м/хв, може спричинити тепловий «розбіг» при 30 м/хв. Завжди звіряйте попереднє навантаження з DN-рейтингом гвинта та передбаченою робочою швидкістю.
Подвійна гайка проти одинарної гайки: попереднє навантаження
Попереднє навантаження досягається двома основними конструктивними методами, і це має значення для обслуговування:
Одинарна гайка з попереднім навантаженням (з надмірно великими кульками):
Гайка є єдиним компонентом із трохи надмірно великими кульками. Цей варіант компактний, економічний і поширений у діапазоні Z0–Z1. Недолік: попереднє натягнення не можна відрегулювати на місці; після зношення гайку потрібно замінити.
Попереднє натягнення за допомогою двох гайок (розподільник / зміщення):
Дві окремі гайки встановлено разом із розподільником або кутовим зміщенням, що створює силу попереднього натягнення. Поширене в діапазоні Z1–Z2 для осей з високим навантаженням. Переваги: попереднє натягнення можна повторно відрегулювати або встановити під час технічного обслуговування шляхом зміни товщини розподільника. Це значно продовжує термін експлуатації гвинтового вузла.
У середовищі виробництва методом лиття під тиском, де верстати працюють понад 10 років, попереднє натягнення за допомогою двох гайок на осях затискання та впорскування — це розумне інвестиційне рішення.
Як перевірити попереднє натягнення на наявних верстатах
Якщо ви усуваєте несправності старшого повністю електричного верстата, то можете оцінити залишкове попереднє натягнення без демонтажу гайки:
- Тест на люфт — Встановіть індикаторний годинниковий прилад на корпусі гайки, вручну прикладіть поперемінне осьове зусилля й виміряйте втрачене переміщення. Будь-який вимірюваний люфт свідчить про часткову або повну втрату попереднього натягнення.
- Тест на крутний момент тертя — Від’єднати муфту двигуна й виміряти крутний момент, необхідний для обертання гвинта. Порівняти з заводською специфікацією; значно нижче значення моменту вказує на втрату попереднього натягу.
- Моніторинг температури — Раптове зниження робочої температури (за незмінних параметрів виробництва) може свідчити про зменшення попереднього натягу до майже нульового рівня.
Висновок
Вибір попереднього натягу — це компроміс між жорсткістю, точністю, тертям, утворенням тепла та терміном служби. Для машин для лиття під тиском оптимальна стратегія є вісспецифічною:
- Вісь затискання: Z2 — середній попередній натяг (застосування конструкції з подвійною гайкою є переважним)
- Вісь впорскування: Z1 — для загального використання, Z2 — для точних застосувань
- Вісь викидання: Z1 — легкий попередній натяг
- Дотик сопла / переміщення: Z0 або Z1
Підбираючи клас попереднього навантаження відповідно до реальних вимог кожної осі, виробники досягають оптимального поєднання точності позиціювання, енергоефективності та тривалості роботи компонентів. А для верстатів, які мають працювати у режимі 24/7 протягом десяти років і більше, вибір конструкцій із подвійними гайками, що дозволяють повторно регулювати попереднє навантаження, забезпечує значну довгострокову вартість.