Principe de fonctionnement de la vis au plomb: mécanisme mécanique classique "rotatif à linéaire"
Dans les machines automatisées, les moteurs et les réducteurs produisent uniquement un mouvement rotatif, tandis que la plupart des équipements nécessitent un mouvement linéaire, tel que le déplacement de la table coulissante, le levage du bélier et l'ouverture/fermeture de la mâchoire de serrage.La vis de plomb est le composant principal pour réaliser la conversion du mouvement rotatif au mouvement linéaireVous trouverez ci-dessous une introduction complète des vis à plomb, y compris les principes, les paramètres, les performances, les applications, les avantages et les inconvénients et les lignes directrices de sélection.
1Applications courantes des vis au plomb dans la vie quotidienne
Les vis en plomb ne sont pas réservées aux équipements industriels sophistiqués; elles sont largement utilisées dans des scénarios quotidiens:
Lorsque vous tournez la poignée d'un jack de voiture, la vis interne pousse le corps vers le haut pour soulever le véhicule.
Bench Vise: tournez la poignée, et la mâchoire de serrage se déplace vers l'avant linéairement pour fixer les pièces de travail, qui repose entièrement sur la transmission à vis de plomb.
Chaise traditionnelle réglable en hauteur: sa fonction d'ajustement de hauteur est également réalisée par le mécanisme de filetage interne.
Tous ces dispositifs partagent la même caractéristique: la rotation manuelle est convertie en mouvement linéaire stable, qui est la fonction principale des vis à plomb.
2- Structure de base des vis à plomb
Un ensemble de vis à plomb standard a une structure simple composée de deux parties principales:
Arbre à vis: composant cylindrique avec des fils hélicoïdaux continus.
Coïncide avec les fils de l'arbre à vis.
Il existe deux modes de fonctionnement principaux dans la conception mécanique:
L'arbre à vis tourne et l'écrou se déplace linéairement dans la direction axiale.
L'écrou est fixé et l'arbre de vis rotatif se déplace axiellement de lui-même.
3Principe de fonctionnement: de la rotation au mouvement linéaire
Si vous déployez le fil hélicoïdal sur l'arbre à vis, il forme une rampe inclinée, semblable à une route de montagne sinueuse enroulée autour d'un cylindre.
Lorsque l'arbre de vis tourne, l'écrou agit comme un véhicule se déplaçant le long de cette rampe hélicoïdale.complétant ainsi la conversion du mouvement rotatif au mouvement linéaireC'est le principe physique de base de tous les systèmes de transmission à vis à plomb.
4Paramètre clé: plomb
Le plomb est le paramètre le plus critique d'une vis à plomb, défini comme la distance de déplacement linéaire de l'écrou lorsque l'arbre de vis complète une rotation complète..
Caractéristiques de performance du plomb:
Plus grande avance: vitesse de déplacement linéaire plus élevée, poussée de sortie plus faible.
Moins d'avance: Moins de vitesse de déplacement linéaire, plus de poussée de sortie.
Cela suit la règle classique du compromis entre vitesse et force, tout comme la boîte de vitesses d'un véhicule.
Des exemples:
Une avance de 5 mm signifie que la plateforme avance de 5 mm par tour du moteur.
Une avance de 20 mm signifie que la plateforme avance de 20 mm par tour du moteur.
5Principe d'amplification de la poussée des vis à plomb
Selon la formule de conversion de puissance, la réduction de la vitesse de rotation augmentera la force de sortie.
La formule d'ingénierie approximative pour la poussée de vis à plomb est:F = (2π × T × η) / L
F = Poussée linéaire de sortie
T = couple d'entrée
η = Efficacité de transmission
L = plomb
On peut en conclure clairement à partir de la formule: plus le plomb est petit, plus la poussée linéaire est grande.machines d'essai et plates-formes de levage nécessitant une poussée élevée.
6Applications industrielles typiques
Bénéficiant d'excellentes performances de positionnement, les vis en plomb sont des composants standard pour les équipements d'automatisation de précision, principalement utilisés pour:
Tables coulissantes automatisées et étages de positionnement XY
Équipement d'inspection visuelle
Équipement de traitement laser
Machines-outils à commande numérique, machines à gravure et centres d'usinage
Équipements de semi-conducteurs et plates-formes de positionnement des plaquettes
Tableaux de positionnement de haute précision
7Principaux avantages des vis à plomb
Comparé à d'autres mécanismes de mouvement linéaire (bouteilles d'air, courroies de freinage, rack et pinion, moteurs linéaires), les vis à plomb dominent l'industrie pour quatre points forts:
Précision de positionnement extrêmement élevée: la précision de positionnement peut atteindre 0,01 mm ou même plus, répondant à des exigences strictes en matière de traitement et de détection de précision.
Poussée de sortie importante: la poussée varie de centaines de Newton à des dizaines de milliers de Newton, adaptée aux conditions de travail à lourde charge.
Contrôle simple: associé à un servomoteur, il peut former un système de positionnement en boucle fermée avec une programmation facile et un fonctionnement stable.
Rentabilité: le coût global est beaucoup plus faible que celui des moteurs linéaires, avec une performance de coût globale exceptionnelle.
8Limites des vis à plomb
Aucune structure mécanique n'est parfaite, et les vis en plomb ont des inconvénients inhérents:
Vitesse de fonctionnement limitée: une vitesse de rotation excessivement élevée provoque des vibrations sévères et affecte la stabilité.
Voyage efficace limité: plus l'arbre à vis est long, plus les problèmes structurels sont importants.
Vitesse de rotation critique: le fonctionnement à grande vitesse peut provoquer une déviation et une oscillation de l'arbre.
Entretien régulier: le fonctionnement à long terme nécessite une lubrification régulière pour réduire l'usure.
9. La logique de sélection de vis à plomb standard
Beaucoup de débutants donnent la priorité aux marques lors de la sélection des vis en plomb, ce qui est une idée incorrecte.
Confirmer la distance de déplacement linéaire maximale de l'équipement.
Définir la vitesse de déplacement linéaire requise.
Calculer la poussée de sortie requise.
Clarifier la norme de précision de positionnement.
Déterminer les spécifications spécifiques et le modèle de la vis à plomb.
Règle de base: Les exigences fonctionnelles déterminent la sélection de vis à plomb, au lieu de faire correspondre l'équipement aux vis à plomb existantes.
10. Résumé de base
En une phrase, une vis de plomb est un convertisseur mécanique qui convertit le couple du moteur en poussée linéaire et réalise un positionnement de haute précision.
Il utilise essentiellement le principe du fil hélicoïdal pour convertir le mouvement rotatif en mouvement linéaire.Maîtriser cette logique de base vous aidera facilement à comprendre les connaissances professionnelles ultérieures sur le plomb vis plomb, poussée, vitesse, efficacité, rigidité et précision.
Une question de réflexion
Lorsque le même servo-moteur est connecté à une vis de 5 mm et à une vis de 20 mm, respectivement:
Lequel court le plus vite?
Lequel produit une plus grande poussée?
Veuillez expliquer les raisons.