FF series ball screw end support

I. Pangunahing Pagpoposisyon at Nomenclatura

Pasipikasyon: Isang ball screw system na may dobleng lumulutang na dulong suporta. Ito ay isang di-karaniwan ngunit mataas na nakatuon na pamamaraan ng suporta.

Paliwanag sa Nomenclatura:

• Unang F: Nagpapahiwatig na ang isang dulo ng screw ay sinusuportahan ng isang lumulutang na dulo.
• Pangalawang F: Nagpapahiwatig na ang kabilang dulo ng screw ay sinusuportahan din ng isang lumulutang na dulo.

Pangunahing Halaga: Idinisenyo upang tugunan ang malaking pagpapahaba nang pahalang dahil sa thermal expansion sa ultra-habang stroke screws o para sa mga espesyal na layout kung saan ang screw ay pinapatakbo mula sa gitnang bahagi.

II. Pangunahing Istruktura at Prinsipyo ng Paggana

Itinatapon ng konpigurasyon ng FF ang tradisyonal na modelo ng isang-dulo-na-nakapirmi. Ang prinsipyo ng paggana nito ay ang mga sumusunod:

Buong Inilabas ang Thermal Stress:
Papayagan ng magkabilang dulo ang paggalaw nang pahalang, na nagbibigay-daan sa turnilyo na lumuwag nang malaya sa magkabilang direksyon kapag pinainit, imbes na pilitin lamang na umunlad patungo sa isang dulo tulad sa sistema kung saan isang dulo lang ang nakapirmi.
Bunga: Miniminimahan ang aksial na panghihimasok sa loob ng turnilyo na dulot ng pagpapalaki dahil sa init, na lubos na nag-iwas sa panganib ng pagbaluktot (pagbending) sa mahabang mga turnilyo dahil sa thermal stress.

Paglilipat ng Reperensya sa Aksial na Posisyon:
Sa tradisyonal na BK-FK na sistema, ang dulong BK ang nagsisilbing ganap na reperensya sa posisyon nang pahalang.
Sa FF na sistema, ang mismong ball nut (o ang worktable na matigas na nakakonekta sa nut) ang naging reperensya sa aksial na posisyon para sa sistema. Ang shaft ng turnilyo ay malayang 'lumulutang' sa loob ng mga suporta sa magkabilang dulo, samantalang ang posisyon ng nut ay kontrolado at nakakandado ng sistema ng drive (halimbawa, isang servo motor).

Karaniwang Paraan ng Drive:

• Drive sa Gitnang Bahagi: Ang motor ang nagpapatakbo sa gitnang bahagi ng screw gamit ang timing belt o mga gears. Ito ang pinakakaraniwang aplikasyon para sa FF support, kung saan parehong dulo ng screw ay sinusuportahan ngunit hindi nagtatransmit ng drive torque.
• End Drive (Mas hindi karaniwan, nangangailangan ng espesyal na disenyo): Kahit na pinapatakbo sa isang dulo, ang dulong ito ay gumagamit ng floating support at nangangailangan ng angkop na torque support device (halimbawa, splines o guide keys) upang matiis ang rotational drive torque habang pinapayagan ang axial movement.

III. Mga Pangunahing Tampok at Bentahe

• Idinisenyo para sa Ultra-Long Strokes:
  Ito ang pangunahing bentahe ng FF support. Kapag ang haba ng screw ay napakalaki (halimbawa, lumalampas sa 3-4 metro), malaki ang kabuuang pagpahaba dahil sa pagtaas ng temperatura. Ang double floating design ang pinaka-epektibo at maaasahang solusyon sa inhinyero para pamahalaan ang malaking thermal expansion.
• Nagtatanggal ng Panganib na Buckling, Nagpapahusay sa Katiyakan ng Sistema:
  Lubos na nilulutas ang potensyal na hindi pagkakatrabaho at mga isyu sa pagbaluktot ng manipis na turnilyo sa ilalim ng thermal at compressive loads, na nagpapabuti nang malaki sa operasyonal na kaligtasan at pagpigil sa akurado ng mahabang sistema ng stroke.
• Kakayahang umangkop sa Layout:
  Nagbibigay-daan sa mid-section drive, na nag-e-enable sa mabibigat na drive motor na mailagay sa gitna ng stroke o sa frame ng kagamitan imbes na sa dulo ng stroke, upang i-optimize ang kabuuang sentro ng gravity at disenyo ng istruktura ng kagamitan.
• Binabawasan ang Mahigpit na Pangangailangan para sa Katumpakan ng Suporta sa Pag-install:
  Dahil wala sa magkabilang dulo ang mahigpit na axial positioning functions, maaaring bahagyang ipauntol ang mga pangangailangan sa katumpakan ng axial na relatibong posisyon ng dalawang mounting surface ng suporta (bagaman mataas pa rin ang pangangailangan para sa parallelism at coaxiality).

IV. Karaniwang Mga Senaryo ng Aplikasyon

Ang FF support ay isang disenyo na nakatuon sa solusyon na pangunahing ginagamit sa mga sumusunod na partikular na larangan:

• Mga napakalaking CNC machine tools: Tulad ng X-axis (gantry beam) ng gantry machining centers at floor-type boring/milling machines na may stroke na umaabot sa tinatanging metro.
• Malalaking laser cutter o waterjet cutter: Kagamitan para sa pagpoproseso ng malawak na sheet material.
• Mga kagamitang pang-ukol sa malaking sukat: Tulad ng bridge-type coordinate measuring machines (CMMs), mga rail-type measuring machine.
• Espesyal na mabigat na industriyal na kagamitan: Tulad ng wind turbine blade grinding machine, ship section welding platform.
• Espesyal na automation equipment na may mid-section drive: Kung saan ang layout ng istruktura ay nangangailangan ng paglalagay ng drive motor sa gitna ng stroke.

V. Paghahambing sa Tradisyonal na One-End-Fixed (BK-FK) Systems

VI. Mahahalagang Konsiderasyon sa Disenyo at mga Pag-iingat

• Anti-Rotation Mechanism: Dahil ang magkabilang dulo ng turnilyo ay hindi nakapirmi, mahalaga na pigilan ang di-ninais na pag-ikot nito kaugnay ng mga suporta habang ito ay pinapatakbo. Para sa gitnang bahagi o dulong drive, karaniwang nakakabit ang isang anti-rotation device tulad ng spline pair, guide key, o rotation lock fixture malapit sa isang dulo ng suporta, na nagbibigay-daan lamang sa axial movement habang ipinapasa ang rotational torque sa frame.
• Rigidity of Nut as Reference: Ang kabuuang axial rigidity ng sistema ay nakasalalay sa tibay ng koneksyon sa pagitan ng nut at ng worktable, na kailangang partikular na palakasin.
• Impormasyon sa Posisyon: Ang motor encoder ay nagbibigay ng feedback tungkol sa posisyon ng motor shaft, hindi sa posisyon ng worktable. Para sa mataas na presisyong sistema, kinakailangan ang isang full-closed-loop feedback system (hal., linear encoder/scale) na direktang sumusukat sa posisyon ng worktable.
• Support Selection: Ang mga naka-flotang suporta sa magkabilang dulo ay maaaring BF, FK, o EF, depende sa espasyo at uri ng screw shaft, ngunit pareho ay dapat mayroong floating na kakayahan.
• Hindi Ito Paraan para Pagbutihin ang Pagganap: Ang FF ay partikular na para solusyunan ang problema ng "long-stroke thermal expansion." Para sa kagamitang may karaniwang stroke, ang tradisyonal na paraan na isang-dulo-ay-naka-fix ay mas mainam sa tibay, gastos, at kumplikado.

Ang konpigurasyon ng FF support ay isang napakadalubhasang solusyong inhinyero na direktang tumutugon sa hamon ng "pamamahala ng init para sa ultra-mahabang stroke." Nakakamit nito ang kaligtasan at katatagan sa ekstremong sukat sa pamamagitan ng kumpletong paglaya sa tornilyo mula sa "hawakan sa aksyal." Ang pagpili ng isang sistema ng FF ay nagpapahiwatig na ang disenyo ng kagamitan ay pumasok na sa tiyak na larangan ng malalaking at mabibigat na aplikasyon, na nangangailangan sa mga inhinyero ng mas malalim na pag-unawa at mas masinsinang disenyo kaugnay ng termodinamika, mekaniks ng istruktura, at kontrol sa paggalaw. Ito ay hindi isang pangkalahatang pagpipilian, ngunit sa loob ng sakop ng kanyang aplikasyon, ito ay isang hindi mapapalitan at mahalagang teknolohiya.