ridirt писал(а):если говорить о жесткости самой передачи швп, тобишь винт/гайка/опорник, винт направляется гайкой и опорником и в целом по оси очень жесткий
--theoretic mod on
Можно посчитать по доступным данным.
Исходные данные : ШВП 1605, 2005, 2025. гайки с преднатягом, двойные и одинарные.
Под руку попался каталог HIWIN, данные по жесткости гаек взяты оттуда.
Примечание: В расчетах жесткости винта вместо "номинального" используется другой - наименьшей диаметр. он равен
рассоянию между центрами шариков минус их диаметр. Т.е. дорожки ШВП не играют здесь особой роли
ШВП Dш CC D
1605 3.175 16.75 13.575
2005 3.175 20.75 17.575
2505 3.175 25.75 22.575
Dш - диаметр шариков
CC - Center to center, расстояние между центрами шариков (эти данные зависят от конкретной ШВП)
D - наш расчетный диаметр.
Сюрприз - Как можно заметить, ШВП в расчетах становться "тоньше"
Считаем жесткость метрового винта в Fixed-Supported конфигурации (дробные части округляю):
ШВП Kbs(N/um)
1605 38
2005 63
2505 104
Размерность - Ньютон/микрон.
В fixed-fixed конфигурации жесткость винта увеличивается в четыре(!) раза:
Метровый винт в Fixed-Fixed конфигурации:
ШВП Kbs(N/um)
1605 152
2005 252
2505 416
---------------------------------------------
Жесткость гаек (с преднатягом, данные по каталогу):
Размерность - Ньютон/микрон
Kn
SFU 1605 314
SFU 2005 383
SFU 2505 440
DFU 1605 430
DFU 2005 520
DFU 2505 608
---------------------------------------------
Опоры. Тут сложнее. В широкоиспользуемых типах опор данных о подшипниках как правило нет. Как правило используются обычные подшипники с углом 15-25 градусов в дуплексе.
Берем относительно 'хороший' THK (думаю что с Syk примерно такая же картина):
Примечание: у них в каталоге дается жесткость "на всю опору", насколько я понял. т.е. жесткость подшипников плюс жесткость самой опоры.
Соттветствие типов опор ШВП взяты по рекомендациям THK
ШВП опора Ks(N/um)
1605 BK12 88
2005 BK15 100
2505 BK17 125
Размерность та же - Ньютон/микрон.
---------------------------------------------
Далее.
уберем из рассмотрения жесткость опоры гайки, т.к. данных особо нет. Для стальных, насколько мне известно, цифры порядка 1000N/um и выше. Для алюминивых соответственно хуже. Можно помоделировать.
формулка расчета итоговой жесткости по имеющимся компонентам простая:
1/K = 1/Kn + 1/Kbs + 1/Ks
K - итоговая жесткость
Kn - жесткость гайки
Kbs - жесткость винта
Ks - жесткость опор (жесткость fixed-fixed в два раза больше чем fixed-supported)
итого (размерность та же - Ньютон/микрон):
1метр ШВП, одиночная(!) гайка, конфигурация опор - fixed-supported:
ШВП K
1605 24
2005 35
2505 50
1метр ШВП, одиночная(!) гайка, конфигурация опор - fixed-fixed:
ШВП K
1605 64
2005 86
2505 115
1метр ШВП, двойная(!) гайка, конфигурация опор - fixed-supported:
ШВП K
1605 25
2005 36
2505 52
1метр ШВП, двойная(!) гайка, конфигурация опор - fixed-fixed:
ШВП K
1605 69
2005 92
2505 124
это теритические цифры по данным каталогов. В реальности все будет хуже, особенно на noname ШВП и опорах.
1) Как можно заметить - самое слабое место это сам винт ШВП.
2) Смена типов опор с fixed-supported на fixed-fixed увеличивает жесткость более чем в два раза.
3) Итоговая жесткость всей системы достаточно низкая по сравнению с жесткостью отдельных компонент.
Данных по жесткости линейных направляющих намного меньше. Нашел у INA данные по six-row кареткам:
Отклюнение 10 микро для 20 рельс на нагрузке приблизительно в 3kN.
Просто по цифрам - ШВП 2005 с двойной гайкой и fixed-fixed опорами (данные выше) на такой нагрузке
даст деформацию 32 микрона. Что в три раза больше. С четырьмя каретками - больше в 12 раз.
Для обычних four-rows кареток будет разница будет поменьше.
Описываемый вариант fixed-fixed опор не включает в себя случай с растяжением. На текущий момент я не очень представляю как считать жесткость натянутого винта.
--theoretic mod off
)