美國海登科無背隙導螺桿         

美國海登科《HaydonKerk》之螺桿/螺母產品設計
考慮長期運轉所需耐久壽命及無噪音操作

美國海登科-導螺桿組件為您提供多種螺桿尺寸及螺母類型和客製化等選擇。產品具有磨損補償、免保養、無需潤滑等特點。海登科-導螺桿組件具有最高的準確度、高重複性、平穩低噪音運行,低成本等特點,是高性能線性運動控制的最好選擇。

海登科-導螺桿標準直徑為1/8"(3.2mm)至15/16"(23mm),標準螺紋導程為0.012"至幾乎4.00"(0.30mm到92mm),同時提供公制導螺桿和左螺紋導螺桿。使用者可以定制特殊的尺寸與導程,大部份庫存螺桿採用303號不銹鋼,並按海登科高精度螺紋壓製程序加工,其他材料也可以按使用者需要進行定制。

雙向重複定位精度(採用海登科無背隙Anti-Backlash)在50微英寸(1.25微米)以內,標準螺紋導程精度高於0.0006in./in.(mm/mm)。單個選擇螺桿映射(雷射干涉儀校準),螺紋導程精度可以高達0.0001in./in.(mm/mm)。海登科的產品完全內部生產並進行品質控制,可以保証產品的統一性和相容性。

海登科有八種標準無背隙設計(Anti-Backlash)
CMP,ZBX,WDG,NTG,NTB,KHD,VHD,NTG,ZBA,普通用途的BFW系列及微型系列,(尺寸見產品比較圖)HaydonKerk公司亦可生產客製化的螺母與配件,海登科的間隙補償設計擁有多項國際專利,該技術可確保產品具有磨損自動補償,低摩擦阻力,高位置可重複性等優點,操作累計行程可選3億英寸(近8000公里,HaydonKerk可使用各種耐磨、自潤滑熱塑性材料設計各種各樣的螺母。

傳統轉向拉緊機構
 

標準消隙方法是用某種適用彈簧(波形墊圈,壓縮彈簧、橡皮墊圈等)將兩個半螺母沿軸向拉緊。
沿著半螺母作用於螺紋側面的方向剛度是很大的,在背離螺紋的方向,彈簧的預載荷就作為螺母的軸向剛度。

例如系統所受最大轉向負荷為50磅,為保持螺桿/螺母始終接觸,彈簧預戴負荷必須大於等於50磅,這種方式帶來的問題是力矩和螺母磨損都增加了。
當然加在螺桿/螺母接觸面的負荷越高,需要在螺桿上驅動螺母的力矩就越大,部件就越容易受螺母磨損影響。

一個替代方法是,用一個厚度正好是兩個半螺母間距的剛性墊片代替彈簧。 這樣在接觸面就沒有額外的預負荷,部件可以在轉向兩個方面上承受很高的負荷,並且都無間隙 。 最開始這是很好的,然而隨著使用時的增加,螺母螺紋的磨損導致墊片和半螺母之間出現了間隙。

此間隙(*1+*2)就是部件內部產生的間隙,可以用一個厚度等於(L+*1+*2)新墊片替換舊墊片消除間隙,此過程儘管有效,但是若連續實行,卻是非常昂貴而且非常困難的。

 
海登科解決方案
    海登科採用一個剛性墊圈,當使用過程中出現磨損時,此墊圈可以連續的擴張以補償磨損。在墊圈一端附加一螺母,當間隙出現時,轉進螺母就可以進行補償實現消隙。墊圈一端的螺紋就是一根螺旋管,它可以使墊圈擴張後不會因為軸向載荷而倒退。墊圈上的預負荷僅僅是墊圈螺母驅動隔離棒的量,他獨立於系統外負荷。因此,可以實現部件磨損自補償功能,並且摩擦力力矩非常小向剛度非常高。


海登科螺桿組件材質

  303號不銹鋼  

海登科採用優良的303號不銹鋼來製造導螺桿和線性導軌,海登科生產世界上最高品質的壓製導螺桿,材料性能最關鍵,所以海登科控制材料達到世界水平,因為海登科處於領導地位,不對這些高品質的鋼材料收取額外的費用。
客戶可以發現海登科-導螺桿有著最高的螺紋均勻性,海登科不銹鋼導螺桿和導軌抗腐蝕、非磁性,並適用於許多條件苛刻的工藝。作為一種免維護產品,這種高品質不銹鋼得到了很多應用,包括醫療設備、淨化室,飲食和人類接觸設備,低溫設備和容器。

 
Kerkite複合聚合物

除了海登科標準自潤滑乙縮醛螺母材料,海登科還提供多種客製化的 Kerkite複合聚合物, Kerkite聚合物是高性能材料系列,具有超常的磨損性能,並在注塑時表現出成本和設計優勢,Kerkite聚合物具有多種機械,熱力學和電學性適用於多種環境,並可以和多種化學試劑共存。 
大多數海登科-導螺桿和螺母都可以選用 Kerkite聚合物,對線性導軌,花鍵襯套,RGS和ScrewRail襯套以及端支承來說,Kerkite複合聚合物是標準材料,為了在目標應用中達到最優的性能,Kerkite家族每個產品都與潤滑劑、強化物以及熱塑性聚合物複合,海登科測試保證這些材料達到高性能、長壽命。 
海登科產品優勢的基礎是設計靈活性,相對於不可鑄模材料,Kerkite複合聚合物以及 海登科注塑和模具製造能力提供了巨大的設計優勢和成本優勢,Kerkite高性能聚合物勝過其化塑料和耐用的金屬襯套、軸承。當KerkoteTFE與Kerkite複合聚合物一起使用時,操作累計行程可達數百萬英寸,同時保持高精度運行和定位。

 
特殊材料

除了303號不銹鋼,自潤滑乙縮醛和海登科高性能複合聚合物等海登科標準材料,海登科也常使用客製化材料,海登科已經用許多其他材料壓製螺桿,包括316號不銹鋼,Torlon、Vespel、PVDF、UHMW、Ertalyte和客戶提供的現有材料。
我們也提供青銅、黃銅和不銹鋼製造的金屬螺母 。 我們的製造工藝有如此靈活性,如果材料可以澆鑄,切削、磨削或壓製,海登科也可以用最新的機械加工工具,注塑和模具製造,磨削與螺紋壓製設備來進行加工,海登科擅長於為達到客戶提供最好的方案。



設計及數據
   螺桿精度 海登科系列螺桿的標準精度是0.0006in./in.(mm/mm)。最高精度可達0.001in./in.(mm/mm)。海登科可以為螺桿提供雷射干涉儀製圖,具有極高的雙向可重複精度  
   後續加工 海登科可以按照客戶的技術規格進行螺桿的後續加工或提供指定長度的螺桿供客戶自行進行後續加工  
   臨界速度 這是螺桿在振動和其他動力問題中可以承受的轉動速度,參考"臨界速度表"不確定是否應用參數已經接近臨界值,為減少臨界速度問題,使用更長的導螺桿,選擇更大的直徑或者改善軸承支撐底座。

 
   長度 螺桿長度最長可以12英寸(4米),取決於直徑和導程,截斷長度的螺桿以每6"的增量增加螺桿長度(6",12,18,....)+1.0"/-0"  
   導程 每轉前進的距離。所有的螺桿都用導程列舉。導程=螺距x線數  
   螺距 螺距就是牙和牙之間的距離,在多線螺紋中,螺紋等於導程除以線數  
   行進速度 我們使用的螺母材料可以在大範圍的條件下保持很長的磨損壽命。然而非常高的載荷和/或運行速度會加速螺母的磨損,在這些場合需要使用的材料,我們為常載線性行進速度提供如下優化壽命參考值
 
   最大荷重 雖然海登科的消隙系列裝置能受相對高的荷重而不發生劇烈的損壞,但這些產品必須在規定的荷重範圍內操作  
   效率 效率就是輸入功和輸出功的關系。表中所列的效率是基於KerkoteTFF螺桿計算的理論值  
   反向驅動力 驅動導螺桿所需要的動力力矩包含以下三部份之和:慣性力矩、阻力矩和驅動負載所需要的力矩。
必須注意的是,這僅僅是驅動導螺桿所必須的力矩,驅動軸承和馬達的摩擦產生的附加力矩,
驅動附件和由裝配誤差產生的阻力矩也必須考慮在內。
慣性力矩 Tj=Iα;I=螺桿的轉動慣量,α=角加速度
阻力矩海登科消隙系列所受的典型阻力矩為1到7oz.-in,阻力矩的大小取決於每家標準的設定,或者根據客戶需求來設定
一般來說,預先設定的力矩越大,消隙效果越好。
 驅動負載所需要力矩TL =【負載X導程】/【2πX效率】
 
   螺桿平直度 螺桿的平直度用總指標偏差來衡量(TIR)標準海登科-導螺桿的平直度是0.003”/ft。根據客戶的需要,海登科可提供更為嚴格的平直度, 所有螺桿在裝運之前都過了平直度檢驗。  
 
 
消隙壽命又為螺母保持零齒隙補償磨損的能力, 上述壽命數據 基於25%的動態載荷率取得。 NTB類型不包括微型系列尺寸。
壽命隨著荷重、工作環境和任務周期而有所變化 , 一般來說
長的螺桿導程會有比較長的壽命
 
     
 
  ※非常高或者非常低的溫度會導致螺母間隙和阻力矩的明顯變化請就材料合適的溫度範圍咨詢 
※帶有Kerkote TFE鐵氟龍