חישוב אורך חיים

תוחלת החיים של בורג גלילי, או אם תרצו אורך החיים של המערכת, מסומנת כ- L10 או Lh ונתונה כסטנדרט בסבירות של 90%.

במקרה בו נדרשת ודאות גבוהה יותר, יש להכפיל את L10 או Lh בפקטור האמינות המסונן כ- fr (ראה בטבלה משמאל).

תוחלת החיים באומים בודדים מחושבת בנוסחה הבאה:

 

או בנוסחה זו:

 

אם אורך החיים קבוע מראש, מחשבים את העומס הדינמי כך:

 

אורך החיים בפועל (בשעות) מכונה Lhn ומחושב כך:

 

פקטור השימוש במערכת בורג הרולרים FN מחושבת כך:

חישוב אורך החיים הצפוי של בורג עם העמסה תחילית (preloaded nut) מחושב באופן הבא: ראשית יש לחשב את הערך התיאורטי בעבור כל מחצית של האום*, תוך שימוש בנתון העומס הדינמי C וכן בעומס הצירי הרלוונטי (לרבות השפעת ה- preloading) הרלוונטי לאותה מחצית האום והמסומן כ- Fma.

*להסבר מפורט אודות העמסה תחילית וחלוקת האום למחציות, אנא פנה לפרק אודות העמסה תחילית

לאחר חישוב אורך החיים בגין כל מחצית האום בנפרד, ניתן לחשב את אורך החיים הצפוי הכולל של המערכת L10  לפי הנוסחה.

 
fr אמינות [%]
1 90
0.62 95
0.53 96
0.44 97
0.33 98
0.21 99

 

 

מהירות ועומס צירי

במקרים של מהירות ועומס משתנים, תוחלת החיים של הבורג מחושבת תוך שימוש בערכים הנומינליים nm ו- Fm.

במקרים של מהירות משתנה תחת עומס קבוע במהירות n, משתמשים במהירות הנומינלית nm, כאשר q מייצג את האחוז מתוך סך כל הזמן:

 

במקרה של עומס לינארי משתנה תחת מהירות קבועה, משתמשים בעומס הנומינלי Fm:

 

 

 

במקרים של עומס משתנה תחת מהירות קבועה, יש להשתמש בעומס הנומינלי Fm, כאשר q מייצג את האחוז מתוך סך כל הזמן:

 

במקרים של עומס משתנה תחת מהירות משתנה, יש להשתמש בעומס הנומינלי Fm, כאשר q מייצג את האחוז מתוך סך כל הזמן:

העמסה תחילית (preload)

במקרים שבהם המתכנן רוצה לבטל את החופש הצירי של המערכת, משתמשים בברגי רולרים בעלי אום עם העמסה תחילית (preload). באומים עם עומס תחילי ניתן לקבל אפס חופש צירי (zero backlash) ובעיקר לוודא כי החופש הצירי יישאר אפס לאורך כל חיי הבורג. מנגנון זה אף משפר את הקשיחות של המערכת כולה ומשמש בנוסף גם כמעין "חיסון" מפני תופעות של עומס רגעי המשפיע על המערכת.

יש לציין כי מנגנון זה של ביטול החופש הצירי ע"י העמסה תחילית מוקדמת של האום הוא מנגנון מכאני המבוסס על כיוון (וקטור) של העומס התחילי ומכאן שהוא איננו משתנה לאורך חיי הבורג, להבדיל ממנגנונים המבוססים על קפיץ אשר מאבד מהאלסטיות שלו לאורך זמן.

על מנת להבטיח את התוצאה הנדרשת, יש לחשב במדויק את העומס התחילי, כך שהתוצאה שתתקבל תתאים במדויק לדרישות הספציפיות של האפליקציה בה מותקן הבורג. העמסה תחילית נמוכה מידי או גבוהה מידי, עלולה לפגוע בנצילות של המערכת או בקשיחות שלה.

בבואנו לחשב את ההעמסה התחילית הנדרשת עלינו להתחשב בכלל העומסים הפועלים במערכת. בהתאם, בנוסף על העומס הכללי הסטנדרטי F1…Fn, עלינו לקחת בחשבון גם את העומס התחילי הספציפי Fv, על מנת לקבוע בסופו של דבר את העומס הכללי המתקבל בכל מקרה ספציפי F1v…Fnv.


דוגמא 1: אם נדרש ביטול מלא של החופש הצירי בכל עומס שהוא העשוי לפעול על המערכת שלנו, אז העומס התחילי Fv יחושב בהתאם לעומס המקסימלי Fmax


דוגמא 2: אם נדרש ביטול של החופש הצירי לעומס ספציפי הידוע לנו מראש (למשל במערכת הפועלת בדרך כלל תחת יותר מעומס אחד, אך ביטול החופש נדרש רק במקרה שבו המערכת עומדת תחת עומס מסוים), אז העומס התחילי Fv יחושב בהתאם לעומס הרלוונטי Fn


אלא אם הוגדר אחרת על ידי הלקוח, ברירת המחדל של העומס התחילי באומים מפוצלים או כפולים מחושבת להיות 5% מהעומס הדינאמי המקסימלי הקטלוגי

F1…Fn [ניוטון]: עומס ספציפי

Fv         [ניוטון]: עומס תחילי

Fnv       [ניוטון]: עומס מתקבל כתוצאה מחישוב עומס ספציפי ועומס תחילי


חישוב עומס כפונקציה של העומס התחילי Fv 

כזכור, פעולת ההעמסה התחילית (preload) באום מתבצעת באופן בלתי שווה על כל אחד משני חלקי האום. הדבר נכון הן במקרה של אום מפוצל והן במקרה של אום כפול. כך, במקרה של אום עם עומס תחילי (preloaded nut), העומס הצירי (axial load) מגדיל את העומס הפועל בחצי אחד של האום ומשחרר את החצי השני מכוח תחילי. העומס השקול המתקבל יתואר להלן באמצעות הנוסחאות הבאות:


מחצית האום המועמסת בעומס תחילי


מחצית האום המשוחררת מעומס תחילי

דוגמאות להעמסה תחילית (preload) בסוגי אומים שונים 

העמסה תחילית עם מערכת דיסקית קשיחה

 


העמסה תחילית עם מערכת אלסטית (elastic washers)

סוגים שונים של אומים

מערכות של ברגי רולרים (גלילים) מורכבות מתבריג ואום. בעמוד זה נסקור את סוגי האומים הנפוצים בשימוש בבורג רולרים.

  • אום בודד (single nut)
  • אום מפוצל (split nut)
  • אום כפול (double nut)

אומים בודדים מאפשרים חופש (backlash) של 0.01 מ"מ ועד 0.03 מ"מ. אומים מפוצלים מועמסים בעומס תחילי (preload) בכיוונים מנוגדים של שני חצאי האום ובכך נשמר העומס התחילי לאורך כל חיי המערכת, כך שהחופש מבוטל כלילי (zero backlash). באומים מפוצלים עם פלאנג' בקצה, קיימת טבעת ברווח שבאמצע האום השומרת את שני חצאי האום במקומם. שני החצאים מיושרים באופן אבסולוטי באמצעות מנגנון מיוחד (parallel key). אומים כפולים מועמסים בעומס תחילי בדומה לאומים מפוצלים.

 

אומים מיוחדים 

בין אם אתה זקוק לאום בודד, מפוצל או כפול, אנחנו מסוגלים לספק לך את האום במגוון דרכים והכל על מנת להתאים לצורך הספציפי שלך. באיורים למטה, ניתן למצוא מקצת ממגוון האומים המיוחדים (לא סטנדרטיים) שתיכננו בעבר ללקוחותינו.

נצילות

כידוע, נצילות היא למעשה היחס בין האנרגיה המתקבלת ביציאה ממערכת לבין האנרגיה הנכנסת אליה. במקרה של בורג רולרים, המערכת מורכבת מתבריג ומאום. בשעה שאנו מסובבים את התבריג (לרוב באמצעות מנוע), הוא מעביר את הכוח אל הרולרים שבתוך האום והם אלו שמסובבים, בתורם, את האום. מכאן שבמקרה של מערכת בורג רולרים, הנצילות מחושבת כיחס שבין הכוח המתקבל מהאום בשעה שהתבריג מסתובב לבין הכוח הנדרש לסובב את התבריג.

בספרות ההנדסית מקובל לסמן את הנצילות באות η ולמדוד אותה באחוזים. כך, באופן תיאורטי, במצב של נצילות מושלמת (נצילות שבה אין איבוד של אנרגיה כלל) יתקבל הערך המושלם – 100%. ואולם, כפי שאנו יודעים היטב, בפועל הנצילות לעולם איננה מושלמת והיא תלויה במספר משתנים, שהמרכזי שבהם הוא החיכוך.

יתרונם המרכזי של ברגי רולרים הוא בכך שהחיכוך שבין הרולר לתבריג הוא חיכוך גלילה (להבדיל מחיכוך החלקה) ומכאן שבורג רולרים מסוגל לספק למשתמש נצילות גבוהה למדי של עד כ- 90%, בדומה לבורג כדורי. נצילות זו תהיה גבוהה הרבה יותר מהנצילות המתקבלת בשימוש בבורג acme, בבורג טרפזי או בבורג עם חיכוך החלקה.

באיור שמשמאל ניתן לראות את הנצילות המתקבלת בשימוש בבורג רולרים בהשוואה לנצילות המתקבלת בשימוש בבורג טרפזי (או כל בורג אחר בעל חיכוך החלקה).

 

 

כיצד משפיעה העברת הכוח על הנצילות 

באנימציה שמימין ניתן לראות כיצד מועבר הכוח מהתבריג אל הרולרים ומהם אל האום. בשעה שאנו מסובבים את התבריג (לרוב באמצעות מנוע), הוא מעביר את הכוח אל הרולרים שבתוך האום והם אלו שמסובבים, בתורם, את האום. מכיוון שהרולרים מסתובבים סביב התבריג וסביב עצמם, החיכוך בינם לבין התבריג הוא חיכוך גלילה, כך שמקדם החיכוך נמוך משמעותית. עקרון פעולת המערכת דומה לעקרון פעולתו של מיסב כדורי.

גם החיכוך שבין הרולרים לבין האום הוא חיכוך גלילה בעל מקדם חיכוך נמוך, שכן הרולרים מסתובבים בתוך האום ובאים במגע עם מסלול הברגה מיוחד המצוי בתוך האום.

באופן כזה, מירב הכוח מועבר מהתבריג אל הרולרים ומהם אל האום וכך ניתן להבטיח נצילות גבוהה מאד (עד כ- 90% נצילות), בדומה למנגנון הפעולה של בורג כדורי.

אודות דיוק

מערכות של ברגי רולרים (גלילים) מחולקות לאותן קטגוריות של אפיצות (tolerance) כמו אלו של ברגים כדוריים בהתבסס על החלק השלישי של תקן DIN 69051. בהתאם לתקן זה, הפקטור המבדיל הוא שגיאת הפסיעה (lead error) המסומנת כ- V300p ומתייחסת לסטיה מהפסיעה הנומינלית לאורך מהלך של 300 מ"מ. בטבלה הבאה ניתן לראות את קטגוריות האפיצות בהתאם לתקן.

 
דרגת טולרנס (עפיצות) V300p
G1 6μm/300mm
G3 12μm/300mm
G5 23μm/300mm
G9 200μm/1000mm

ברגים גליליים מסוג RV וכן RVR מסופקים בדרגות אפיצות G1 עד G5, בהתאם לדרישת הלקוח. ברגים גליליים מסוג BRV מסופקים בדרגות אפיצות G9.

 
פרמטרים לחישוב דיוק פסיעה בהתאם לתקן DIN 69051/3
דיוק הפסיעה נומינלי P
הדלתא בין דיוק הפסיעה הדרוש לנומינלי e0
הדלתא בין דיוק הפסיעה בפועל לנומינלי במהלך של 300 מ"מ V300p
הדלתא בין דיוק הפסיעה בפועל לנומינלי בהינתן האורך Lu ep
השינוי במהלך לאורך Lu Vup
השינוי במהלך בתוך פסיעה אחת (רבולוציה אחת) V2πp
המהלך האפקטיבי Lu

שגיאת הפסיעה 

שגיאת הפסיעה ep יחסית למהלך האפקטיבי Lu מחושבת עבור ברגים גליליים באופן הבא:

 

שגיאות הפסיעה ep בהתאם לדרגות האפיצות (טולרנס) השונות נתונות בטבלה שממול. עבור דרגות טולרנס G1 ו- G3, דיאגרמות הפסיעה ומומנט הסיבוב מסופקות על ידי מחלקת ההנדסה שלנו בהתאם לתכנון הספציפי של הבורג.

הפסיעה נבדקת ונמדדת באמצעות מכשיר 3D מיוחד המצויד בלייזר איטרפורמטר.

 
Lu
החל מ עד
315 מ"מ
315 מ"מ 400 מ"מ
400 מ"מ 500 מ"מ
500 מ"מ 630 מ"מ
630 מ"מ 800 מ"מ
800 מ"מ 1000 מ"מ
1000 מ"מ 1250 מ"מ
1250 מ"מ 1600 מ"מ
1600 מ"מ 2000 מ"מ
2000 מ"מ 2500 מ"מ
2500 מ"מ 3150 מ"מ
 
ep (במיקרונים) עבור דרגות טולרנסים
G5 G3 G1
6 12 23
7 13 25
8 15 27
9 16 30
10 18 35
11 21 40
13 24 46
54 29 15
65
77
93

מה זה בורג גלילים?

מערכות של ברגי רולרים (גלילים) מחולקות לאותן קטגוריות של אפיצות (tolerance) כמו אלו של ברגים כדוריים בהתבסס על החלק השלישי של תקן DIN 69051. בהתאם לתקן זה, הפקטור המבדיל הוא שגיאת הפסיעה (lead error) המסומנת כ- V300p ומתייחסת לסטיה מהפסיעה הנומינלית לאורך מהלך של 300 מ"מ. בטבלה הבאה ניתן לראות את קטגוריות האפיצות בהתאם לתקן.

 
דרגת טולרנס (עפיצות) V300p
G1 6μm/300mm
G3 12μm/300mm
G5 23μm/300mm
G9 200μm/1000mm

ברגים גליליים מסוג RV וכן RVR מסופקים בדרגות אפיצות G1 עד G5, בהתאם לדרישת הלקוח. ברגים גליליים מסוג BRV מסופקים בדרגות אפיצות G9.

 
פרמטרים לחישוב דיוק פסיעה בהתאם לתקן DIN 69051/3
דיוק הפסיעה נומינלי P
הדלתא בין דיוק הפסיעה הדרוש לנומינלי e0
הדלתא בין דיוק הפסיעה בפועל לנומינלי במהלך של 300 מ"מ V300p
הדלתא בין דיוק הפסיעה בפועל לנומינלי בהינתן האורך Lu ep
השינוי במהלך לאורך Lu Vup
השינוי במהלך בתוך פסיעה אחת (רבולוציה אחת) V2πp
המהלך האפקטיבי Lu

שגיאת הפסיעה 

שגיאת הפסיעה ep יחסית למהלך האפקטיבי Lu מחושבת עבור ברגים גליליים באופן הבא:

 

שגיאות הפסיעה ep בהתאם לדרגות האפיצות (טולרנס) השונות נתונות בטבלה שממול. עבור דרגות טולרנס G1 ו- G3, דיאגרמות הפסיעה ומומנט הסיבוב מסופקות על ידי מחלקת ההנדסה שלנו בהתאם לתכנון הספציפי של הבורג.

הפסיעה נבדקת ונמדדת באמצעות מכשיר 3D מיוחד המצויד בלייזר איטרפורמטר.

 
Lu
החל מ עד
315 מ"מ
315 מ"מ 400 מ"מ
400 מ"מ 500 מ"מ
500 מ"מ 630 מ"מ
630 מ"מ 800 מ"מ
800 מ"מ 1000 מ"מ
1000 מ"מ 1250 מ"מ
1250 מ"מ 1600 מ"מ
1600 מ"מ 2000 מ"מ
2000 מ"מ 2500 מ"מ
2500 מ"מ 3150 מ"מ
 
ep (במיקרונים) עבור דרגות טולרנסים
G5 G3 G1
6 12 23
7 13 25
8 15 27
9 16 30
10 18 35
11 21 40
13 24 46
54 29 15
65
77
93

ברגים פלנטריים

באמצעות צוות המהנדסים שלנו, אנחנו מציעים ללקוחותינו רכיבים מכאניים המותאמים בדיוק לצורכי הלקוח ומיוצרים בהתאם למפרט הלקוח ולדרישותיו. לאלצר ניסיון רב במציאת פתרונות לצרכי לקוחותיה, תוך התאמה לדרישות משתנות של דיוק, אמינות, שמירה על אילוצים גאומטריים, התאמה לתנאי הסביבה הנדרשים והכל, תוך מתן פתרון יעיל ולא יקר לכל בעיה מכאנית או אחרת. בנוסף, אלצר מייצגת בישראל מגוון חברות בין-לאומיות בתחומי התעשייה והטכנולוגיה מהמובילים בעולם ומציעה פתרונות לצרכים מגוונים בתחום התעשייה, המכשור הרפואי, האוטומציה התעשייתית, האלקטרו-מכאניקה, תעשיית הדפוס, בתעשיות הביטחוניות ובתחומים נוספים.

לאלצר פתרונות מקיפים העונים על צרכים מגוונים ומבוססים על המותגים המובילים בעולם לרבות ברגי הנעה, בוכנות אלקטרומכאניות, בכונות גז, מיסבים ומסילות ליניאריות, מערכות אלקטרוניות מתקדמות של שליטה ובקרה המתאימים לטווח אפליקציות נרחב ומערכות מתקדמות נוספות אחרות, תוך שמירה על סטנדרטים גבוהים של איכות, דיוק ואמינות.

אלצר פועלת בשוק הישראלי כבר למעלה מ- 30 שנים. מאז שנת 1985 ועד היום, אנחנו משרתים נאמנה אלפי לקוחות בתחומי התעשייה השונים. אלצר מספקת ללקוחותיה פתרונות יצירתיים, בהתאם לדרישות הייחודיות של כל לקוח ולקוח. בין אם יש לך דרישה הכרוכה בתנאי דיוק, חזרתיות, עומס עבודה, תנאי סביבה, או כל משתנה חשוב אחר, לנו יש פתרון פשוט ואמין.

אנחנו מבינים לקוחות – כמי שפועלים לצד לקוחותינו באופן יומיומי, אנחנו ערים לכל הצרכים המיוחדים המאפיינים כל לקוח ולקוח. בהתאם, אנחנו יודעים לדבר איתך "בשפה שלך". כך, אנחנו יודעים להתאים את הפתרונות שלנו לא רק לדרישות הטכניות של הלקוח, אלא גם לצרכים האחרים שלו, בין אם המדובר בזמן, בחסכון בעלויות או בשירות ייחודי התואם את דרישות הלקוח, ופעמים רבות – את דרישות הלקוחות של הלקוחות שלנו.

הרכבה

תהליך ההרכבה

הערות על ההרכבה

המיסבים הליניאריים של חברת PM הם רכיבים מדוייקים, צריך לנהוג בהם בזהירות מרובה. על מנת להשיג מיסוב ליניארי מושלם, אנא שימו לב להערות הבאות:

    • יש לנהוג ברכיבים בזהירות. אין להפיל או להכות עם משהו כדוגמת פטיש. נזקים על פני שטח המוביל ישפיעו על ביצועי התנועה ועל אורך החיים.
    • במהלך ההרכבה, כל רכיבי המיסוב הליניארי צריכים להיות באותה טמפרטורת חדר.
    • יש להרחיק כל חומר זר בעת התקנת המסילות, יש לוודא ששטח ההתקנה נקי לחלוטין.
    • לקבלת חיזוק אחיד של הברגים יש להשתמש במד מומנט. אנא להתייעץ עם PM.

 

הרכבת מיסב ליניארי

בכדי להשיג התקנה טובה של כל סוגי המיסבים הליניאריים יש לשים לב לתנאים הבאים:

  1. חורי הקיבוע במבנה התומך (בסיס ההחלקה) צריכים להיראות דרך החורים במחליקים. זה רצוי מאד מכיוון שהפסיעה בין החורים יכולה להשתנות במהלך ההקשייה עד לגודל של 0.4 מ"מ.

לפצות על כך, חלקית לפחות, ברגי חיבור מיוחדים מסוג GD יכולים להיות מסופקים. המידות של ברגים אלה מצויות בטבלאות תחת הגודל המתאים של המיסבים הליניאריים.

  1. יש לכסות בזהירות את הקדחים (ע"י שימוש באבן משחזת) ולנקות את כל אלמנטי המבנה על מנת להבטיח משטח שטוח וחלק ותושבת מושלמת עבור המובילים של PM.
  2. זוג המובילים הפנימיים (מס'1 בתמונה) צריכים להיות מוברגים ראשונים, כמצוין בהמשך:
    • הבסיס וצד הייחוס1 של מסילות המיסב הליניארי צריכים להיות משומנים מעט לפני שהם מהודקים אל כתף הייחוס וההתקנה.

הם צריכים להיות מוברגים ע"י חיזוק לפי הסדר, מתחילים בצד אחד ומבריגים אחד אחד עד לקצה השני.

  1. המקבילוּת של מובילי המסילות (∆A ו- ∆B) צריכה להיבדק. האפיצות צריכה להיות בטווח של המיסב הליניארי.

לאחר שזה נעשה, רכיב ההחלקה המדובר מוכן להתקנה.

 

 

  • המחליק העליון יכול להיות מותקן כעת.

המוביל הקבוע של המיסב (מס' 2 בתמונה) צריך להיות מותקן כמו שהוסבר בסעיף 3.1, אבל המוביל המתכוונן (מס' 3 בתמונה), צריך להיות מוברג רק חלקית, על מנת להשאיר מרווח בין מסילות ה-V בכדי לאפשר את הכנסת כלובי הכדורים/גלילים/סיכות.

  1. נקודה זו נכונה רק למקרים בהם ברגי הקצה כבר מותקנים במובילים.

הסירו את ברגי הקצה.

  1. הכניסו את הכלובים בזהירות. כאשר הכלובים בדיוק במקום, יש להדק את המובילים המתכווננים בעדינות, בכוח של הידוק אצבע (ללא מברג).
  2. התקינו את ברגי הקצה ואת מכסי הקצה.
  3. סט המיסבים הליניאריים יכול להיות כעת בעל תנועה ללא חופש ע"י כיוונון מאוחר של ברגי ההעמסה התחילית. (ראו פרקים קודמים).
  4. אבטחו את ברגי ההידוק על המובילים המתכווננים.

 

כאשר מסתיימת ההתקנה, המיסבים הליניאריים צריכים להיבדק עבור דיוק התנועה וחופש הרכיבים.

 

1              צד הייחוס: המשטח המנוגד למשטח עם הכיתוב "PrecisieMetaal"

דילוג לתוכן