Smooth Silent Ecological

Transkript

1 Teknisk Dokumentation Smooth Silent Ecological Caged Technology THK CO., LTD. TOKYO, JAPAN Katalog nr 268-1SE

2 Kulkedjeteknologi Inledning I sin ursprungliga form var kullagren fyllda, dvs. inte försedda med kulhållare. Användningen inom industrin begränsades då av följande faktorer: Hög ljudnivå Lågt varvtalsområde Kort livslängd Senare utvecklade man kullager med kulhållare, något som resulterade i låga ljudnivåer även vid höga varvtal. Kullagren med kulhållare visade sig dessutom ha lång livslängd, trots att färre kulor användes i dem än i fyllda kullager. De har genomgått en betydande utveckling och har en bred användning i en mångfald applikationer. THK var först i världen med att utveckla skenstyrningar och har utvecklat sin skenstyrning med en kulkedjeteknologi som resulterat i betydligt förbättrade prestanda jämfört med konventionella produkter. Skenstyrningar med kulkedjeteknologi har lång livslängd och liksom rotationslager med kulhållare utomordentligt goda prestanda vid höga hastigheter, samtidigt som de ger långvarigt underhållsfri drift. Rotationslager Ursprunglig princip (fyllda kullager) Metallisk kontakt mellan kulorna Avbrott i smörjfilmen Kort livslängd Låga varvtal Hög värmeutveckling Nutida kullager med kulhållare Konstant avstånd mellan kulorna Smörjfickor mellan kulorna Lång livslängd trots höga varvtal Liten värmeutveckling Låg ljudnivå Stabila löpegenskaper på grund av regelbunden kulrotation 2

3 Uppbyggnad av skenstyrning med kulkedjeteknologi Skena Vagn Skena Gavel Ändtätning Vagn Gavel Ändtätning Kulkedja Kulor Hållare Rullkedja Rullar Uppbyggnad av skenstyrning SNR med kulkedja Uppbyggnad av skenstyrning med rullkedja Fördelar med kulkedjeteknologi Kulor Skenstyrning utan kulkedja Friktion uppkommer mellan kulorna, vilket ger upphov till värme och störande ljud Kontakt via smörjfilm Skenstyrning med kulkedja Kulornas nästan friktionsfria rörelse ger betydligt mindre värmeutveckling och störande ljud 3

4 Kontakt mellan kulorna med friktion Yttryck uppstår vid punktkontakt Kontakt via smörjfilm mellan fickor i kedjan och kulorna Rörelseriktning Kollisionsljud Kontaktfriktion Kollisionsljud Metallisk kontakt uppstår endast i belastningszonen. Resultat: jämn drift Fördel med kulkedja 1 Ljudnivån halveras komfortabelt ljud Eftersom kulorna inte stöter samman och ingen friktion uppstår, uppkommer mindre störande ljud. Fördel med kulkedja 2 Optimala driftegenskaper Kulkedjan håller kulorna på plats så att de bildar en länkad kedja med enhetlig uppriktning. Kulorna rullar utan att stocka sig. Resultatet blir likformig rörelse och stabil drift. I konventionella kullager stockar sig kulorna i ändläget Regelbundna kulrörelser i vändläget ger optimala driftegenskaper Konventionell kulrörelse i vändläge Vändläge med kulkedja 4

5 Kulkedja Kontakttillstånd mellan kulor och kulkedja Återföring av kulorna Fördel med kulkedja 3 Utomordentliga driftegenskaper vid höga varvtal Med kulkedja hålls kulorna på avstånd från varandra så att ingen friktion och ingen friktionsvärme uppkommer mellan dem. Därigenom ger kulkedjan utomordentliga driftegenskaper vid höga hastigheter. Fördel med kulkedja 4 Långvarigt underhållsfri drift och ökad livslängd Smörjfickorna mellan de enskilda kulorna utgör en reserv som oavbrutet avger smörjmedel under kulornas rörelse. Detta ger extremt långvarig drift utan eftersmörjning. Smörjfickor ger permanent smörjning Fetthållning efter förflyttning 1 km (SHS45LV: Belastningstest) 5

6 Data om skenstyrningar med kulkedja Ökad livslängd Kulkedjan bibehåller inte enbart skensystemet underhållsfritt under längre tid, utan ökar även betydligt livslängden hos hela systemet. Livslängdstesterna bekräftar detta enligt nedan. Livslängdstest för linjära skensystem 1. Testmaskin Last P Lastcell Tallriksfjäder Platta 18 mm Skena Vagn Bord Slaglängd 2. Testparametrar Typ : SHS25V1SS+58LP Antal : 32 stycken Belastning : 11,1 kn per vagn Yttryck : 2,664 Mpa Smörjning : Litiumbaserat fett nr 2, endast initial infettning Acceleration : 1, g (1 m/s 2 ) 6 Hastighet (m/min) Slaglängd = 35 mm,1,25,1,4 Cykler Tid (s) 6

7 3. Testresultat Nominell livslängd: L 1 = 4 km Före testet 5 mm Efter förflyttning 8 km Tillräcklig fettmängd finns 4. Effekt av kulkedjan Caged Technology Experimentellt Teoretiskt Testet avslutat P =.5 C Nominell livslängd: 4 km F % HSR25A Fettsmörjning var 1:e km n = 8 L1 = 42 km SHS25V Endast initial smörjning n = 32 L1 = 1347 km Livslängd 1 3 km Testresultaten visar att den dynamiska bärigheten för linjära skensystem med Caged Technology är högre än för traditionella skenstyrningar. Jämförelser: dynamiska bärighetstal och livslängd Dynamiska bärighetstal Skenstyrning med kulkedja typ SHW35 C = 35,5 kn Traditionell skenstyrning typ HRW35 C = 27,2 kn F C = 1,3 Livslängd Med lasten P = 13,6 kn Med kulkedja L = (C/P) 3 5 = (35,5/13,6) 3 5 = 88 km Utan kulkedja L = (C/P) 3 5 = (27,2/13,6) 3 5 = 4 km F L = 2,2 7

8 Data beträffande skenstyrningar med kulkedja Störljudsutveckling Kulkedjan håller kulorna på konstant avstånd från varandra, vilket innebär att de enskilda kulorna inte längre nöter eller stöts mot varandra. Resultatet är att varken störljuds- eller värmeutvecklingen ökar väsentligt ens vid högre förflyttningshastighet. Ljudnivå (dba) HSR35LR (utan kulkedja) 6 5 SHS35LV 4 (med kulkedja) 9.6dBA Hastighet (m/min) Ljudnivå (dba) HSR35LR (utan kulkedja) SHS35LV (med kulkedja) Frekvens (Hz) Uppkomst av störande ljud med typ SHS35LV resp. HSR35LR Uppkomst av störande ljud med typ SHS35LV resp. HSR35LR (vid 5m/min) Hög hastighet Kulkedjan hämmar den ömsesidiga friktionen mellan kulorna. Därigenom minskar utvecklingen av friktionsvärme och egenskaperna vid höga hastigheter förbättras betydligt. Testad typ : SHS65LVSS Hastighet : 2 m/min Slaglängd : 25 mm Smörjning : endast initial smörjning Last : 34,5 kn Acceleration : 1,5 g (15 m/s 2 ) Beräknad livslängd 8.618km Verkligt tillryggalagd sträcka Tillryggalagd sträcka (km) 3.km Efter 3 km tillryggalagd sträcka finns fortfarande fett kvar. Fettet har inte åldrats. Detaljbild av kulkedja 8

9 Rullmotståndsdata När kulkedja används bibehålls avståndet mellan kulorna konstant och förhållandet i vändläget blir kontrollerat, vilket innebär att kulorna inte stockar sig. Som resultat erhålls en jämn och stabil rörelse i alla typer av installationer med konstant rullmotstånd och hög positionsnoggrannhet. ( g g ) Rullmotstånd (N) Konventionell typ (utan kulkedja) Slaglängd (mm) Rullmotstånd för typ HSR25LR (matningshastighet: 1mm/s) Rullmotstånd (N) Typ med kulkedja Slaglängd (mm) Rullmotstånd för typ SHS25LV (matningshastighet: 1mm/s) Partikelbildning Kulkedjan förhindrar att friktion uppkommer mellan kulorna, vilket reducerar förslitningen av metall. Följden blir att partikelbildningen minskar med över 95% i relation till vad som gäller för konventionella skenstyrningar. Testobjekt: Hastighet: Slaglängd: Smörjfett: SRS15M och tidigare typ utan kulkedja 3 m/min 2 mm AFF Antal partiklar per 1 liter/3 min Normal typ utan kulkedja Partikelstorlek (µm),1 -,15,15-,2,2 -,3,3 -,5, Tid (timmar) Antal partiklar per 1 liter/3 min SRS15M med kulkedja Partikelstorlek (µm),1 -,15,15-,2,2 -,3,3 -,5, Tid (timmar) 9

10 Rullstyrningar med rullkedja SRG/SRN med Caged Technology Vagn Skena Ändtätning Gavel Rullar Hållare Rullkedja Uppbyggnad av typ SRG Rullkedja Rullkedja med hållare Förstoring av vändläget 45 Typ SRG (standard) 45 Typ SRN (låg totalhöjd) 1

11 Egenskaper hos typ SRG och SRN Förnämliga glidegenskaper utan snedställning av rullarna Rullhållaren bibehåller ett konstant avstånd mellan rullarna, vilket innebär att dessa rör sig likformigt och utan den annars typiska snedställningen genom vändläget. Den låga friktionen mellan rullarna ger lågt rullmotstånd för bästa möjliga driftförhållande. Underhållsfri drift Mellanrummen mellan rullarna bildar smörjfickor som utgör fettdepåer. Under de enskilda rörelserna avger dessa fettdepåer smörjfett i exakt erforderlig mängd till rullarna och säkerställer därmed långvarigt underhållsfri drift. Extra hög styvhet Typ SRG uppnår extra hög styvhet genom ett optimerat förhållande mellan rulldiameter och rullängd, vilket minimerar rullarnas fjädring vid belastning. Kontaktvinkeln bildar geometriskt en O-konfiguration. Rullarnas kontaktvinkel 45 garanterar ett i alla riktningar likformigt belastningsbart linjärt system. Internationella standarddimensioner Huvuddimensionerna hos typ SRG är kompatibla med huvudmåtten hos den av utvecklade typ HSR som från införandet på marknaden blivit internationell standard med avseende på dimensionerna. 11

12 Data beträffande skenstyrningar med rullkedja Rullmotstånd Rullkedjan håller rullarna på ett visst bestämt avstånd från varandra och styr dem på ett kontrollerat sätt genom vändläget. Detta ger förnämliga driftegenskaper utan snedställning av rullarna. På grund av detta bibehålls ett nära nog konstant rullmotstånd. I tester har en minskning med faktor 4,7 av rullmotståndsvariationerna uppnåtts. Rullmotstånd (N) Rullstyrning utan rullkedja Storlek 45 1,63N SRG45LC 2,26N Sträcka (mm) Underhållsfri Tack vare smörjmedelsdepåerna i direkt anslutning till rullarna uppnås en nära nog underhållsfri drift. Testobjekt typ : SRG45LCC Förspänning : C Hastighet : 18 m/min Acceleration : 1,5 g (15 m/s 2 ) Slaglängd : 2.3 mm Smörjning : endast initial insprutning av fett Testresultat: Efter 15 m tillryggalagd sträcka finns ingen flaking i rullbanorna och inget avbrott i smörjfilmen Tillräcklig mängd fett Rulle Rullkedja efter 15 km Detaljbild av rullkedja Ingen åldring av smörjfettet 12

13 Hög styvhet Styvhetsvärden Förspänning typ SRG : förspänningsklass C Konventionell rullstyrning : ekvivalent med C Radiellt 12 Fjädring (µm) Konventionell rullstyrning Byggstorlek 45 Rullstyrning med rullkedja SRG45LC Radiell belastning (kn) Motradiellt 2 Fjädring (µm) Konventionell rullstyrning Byggstorlek 45 Rullstyrning med rullkedja SRG45LC Motradiell belastning (kn) Tangentiellt 4 Bord Fast monterat Endast pålagd Fjädring (µm) Konventionell rullstyrning Byggstorlek 45 Rullstyrning med rullkedja SRG45LC Tangentiell belastning (kn) 13

14 Kulskruvsdrift SBN för höga hastigheter med Caged Technology Uppbyggnad av typ SBN Optimerad för höga hastigheter 1 För att uppnå ideal kulcirkulation har typ SBN en förstärkt returkanal utan läpp där kulorna kan tas upp i tangentiell riktning och ledas vidare i stigningsriktningen. Därmed kan ett DN-värde på 13 uppnås. Kulskruv SBN Kulorna tas upp direkt i löpriktningen Kulorna tas upp direkt i löpriktningen Kulorna tas upp Kulorna tas upp i stigningsvinkelns tas riktning upp i stignings- Kulorna tangentiellt tas upp Kulorna tangentiellt vinkelns riktning Returkanal Returkanal Kulskruv Kulskruv Returkanal Returkanal utan läpp utan läpp Mutter Mutter Konventionell kulskruv Kulorna tas upp i avlänkningsvinkel Returkanal Kulskruv Konventionell returkanal Mutter 14

15 Låg ljudnivå Med Caged Technology hindras kulorna från att 2stöta samman och nöta mot varandra under drift. Kulskruvens ljudnivå minimeras därmed. Även den tangentiella upptagningen av kulorna medverkar till en betydligt jämnare drift. Kulrörelser med Caged Technology Långvarigt underhållsfri Utrymmet mellan kulorna bildar smörjfickor som garanterar 3kontinuerlig och mycket effektiv smörjmedelstillförsel under rörelsen. Smörjenhet QZ med avstrykarring garanterar därmed att långvarigt underhållsfri drift erhålls även under svåra driftförhållanden. Konventionellt ordnade kulor Likformigt vridmoment Caged Technology förhindrar uppkomsten av friktion 4mellan kulorna och förbättrar därmed vridmomentsegenskaperna i kulskruven. Resultatet blir betydligt minskade vridmomentvariationer liksom också ett lägre lossbrytningsmoment. Kulskruv med smörjfickor 15

16 Data för kulskruv med Caged Technology Vridmomentvariationer Typ SBN uppvisar likformigt vridmoment även vid låga varvtal. Detta ökar positioneringsnoggrannheten. 1, Specifikation Värde Diameter/stigning 32 / 1 mm Varvtal 6 min -1 Vridmoment (Nm),5, Typ SBN Konventionell typ Tid (s) Underhållsfri Långtidstest vid höga hastigheter Vid test av typ SBN med smörjenhet QZ användes en provbänk för långtidstest vid hög hastighet. Arbetscyklerna utfördes med DN-värdet 13 och enbart intitial fettinsprutning. Specifikation Data Typ Antal 1 SBN3217RRQZG+194LC5 Last Maxhastighet 39 m/min Maxvarvtal 39 min N (endast förspänning) DN-värde 13 Max acceleration 1 g (1 m/s 2 ) Slaglängd 4 mm Smörjmedel THK-fett AFG Smörjmedelsmängd Endast initial fettinsprutning Provbänk För långtidstest vid hög hastighet Resultat efter 5 km tillryggalagd sträcka: ingen flaking, inga avbrott i smörjfilmen Tillryggalagd sträcka L (km) 16

17 Ljudnivå Caged Technology förhindrar att friktion uppkommer mellan kulorna vilket sänker ljudnivån. 8 Specifikation Diameter/stigning Smörjmedel Mätsträcka Data 32 / 1 mm THF-fett AFG 1 m Ljudnivå (dba) Typ SBN Konventionell typ Varvtal (min -1 ) Värmeutveckling Caged Technology reducerar värmeutvecklingen som annars uppkommer som resultat av friktionen mellan kulorna. Därmed kan oöverträffad höghastighetsdrift uppnås. Om det speciella smörjmedlet AFG används kan värmeutvecklingen till och med ytterligare reduceras. 6 Specifikation Data Diameter/stigning 32 / 1 mm Varvtal 4-3 min -1 Slaglängd 4 mm Mutterns yttemperatur ( C) THK-fett AFG Vanligt THK-fett Smörjmedel AFG-fett Varvtal (min -1 ) 17

18 Serie S med Caged Technology Skenstyrning med kulkedja Skenstyrning med rullkedja Kulskruvsdrift med Caged Technology 18

19 Jämförelse av styvhet Användning Internationell standard SHS Verktygsmaskiner NC-svarvar Gnistbearbetningsmaskiner Drívsystem i allmänhet Typer för extra tung drift SNR/SNS SNR-H/SNS-H Bearbetningsmaskiner NC-svarvar Slipmaskiner 5-plans bearbetningsmaskiner Radiell typ SSR Slipmaskiner Produktionsutrustning för halvledare Borrmaskiner för kretskort 3D-mätsystem Bestyckningsautomater Medicinsk apparatur Låg/bred typ SHW Borrmaskiner för kretskort Produktionsutrustning för halvledare Gnistbearbetningsmaskiner Drivsystem i allmänhet Optiska mätsystem Hanteringssystem Miniatyrtyp SRS Produktionsutrustning för halvledare Optiska mätsystem Medicinsk apparatur Bonderiseringsutrustning Typ med extra hög styvhet SRG/SRN 5-plans bearbetningsmaskiner Maskiner för högprecisionsbearbetning Verktygsmaskiner för tung drift Högprecisionssvaravar Koordinatborrmaskiner Kulskruv för höga varvtal SBN Verktygsmaskiner för höghastighetsbearbetning Bestyckningsmaskiner för höghastighetsdrift Maskiner för höghastighetsborrning av kretskort Snabba drivsystem 19

20 Caged Technology LM Guide, Ball Cage och QZ är registrerade varumärken tillhöriga THK Co., Ltd På grund av teknisk utveckling kan uppgifter och tekniska data i denna katalog ändras utan föregående meddelande. Uppgifterna i denna katalog har kontrollerats med största noggrannhet med avseende på innehållets riktighet. För eventuella fel eller ofullständigheter i katalogen tas inget ansvar. Eftertryck eller kopiering av denna katalog, även av utdrag, är tillåtet endast med THK s medgivande Försäljning och teknisk rådgivning Fabriker 4/22 Tryckt i Belgien Tyskland Österrike Spanien Canada Europa Direktförsäljning: THK GmbH THK Düsseldorf Hubert-Wollenberg-Str Ratingen Tel. +49 ( 21 2) Fax +49 ( 21 2) info.dus@thk.de Niederlassung Stuttgart Heinrich-Lanz-Str Korntal-Münchingen Tel. +49 ( 71 5) Fax +49 ( 71 5) info.str@thk.de Niederlassung München Max-Planck-Straße Unterschleißheim Tel. +49 ( 89) Fax +49 ( 89) info.muc@thk.de Försäljningsagenter: PLZ 2-29, 3-31, 34, SNR WÄLZLAGER GMBH Friedrich-Hagemann Str Bielefeld Tel. +49 (5 21) Fax +49 (5 21) ulrich.gimpel@snr.de PLZ 32-33, 4, 5 (außer 55) Indunorm Bewegungstechnik GmbH Keniastr Duisburg Tel. +49 (2 3) Fax +49 (2 3) bt@indunorm.de PLZ 35-36, 55, 6-97 Nadella GmbH Tränkestr Stuttgart Tel. +49 (7 11) Fax +49 (7 11) info@nadella.de THK Austria Edelmüllerstraße Pasching Tel. +43 ( 72 29) Fax +43 ( 72 29) info.lnz@thk.de Schweiz Bachofen-AG Ackerstraße Uster Tel. +41 (1) Fax +41 (1) info@bachofen.ch Frankrike THK France Parc des Bruyeres 58, Chemin de la Bruyere 6957 Dardilly Tel. +33 (4) Fax +33 (4) info.lys@thk.de Storbritannien THK U.K. 26 Alston Drive Bradwell Abbey Milton Keynes, MK13 9HA Tel. +44 ( 19 8) Fax +44 ( 19 8) info.mks@thk.co.uk Italien THK Italy Via Buonarroti, Monza (MI) Tel. +36 ( 39) Fax +39 ( 39) info.mil@thk.de Sverige THK Sweden Saldovägen Järfälla Tel. +46 (8) Fax +46 (8) info.sto@thk.de THK Spain C/Andorra 19 A 883 Sant Boi de Llobregat Tel. +34 (93) Fax +34 (93) info.bcn@thk.de USA THK Atlanta 6135-E Northbelt Drive Norcross, GA. 371 Tel. +1 (7 7) Fax +1 (7 7) atlanta@thk.com THK Chicago 2 East Commerce Drive Schaumburg, IL Tel. +1 (8 47) Fax +1 (8 47) chicago@thk.com THK Detroit 419 Telegraph Rd. Suite 25 Bloomfield Hill, Ml Tel. +1 (2 48) Fax +1 (2 48) THK Los Angeles 6 Phyllis Drive Cypress, CA. 963 Tel. +1 (7 14) Fax +1 (7 14) losangeles@thk.com THK New Jersey 3 F, RT.17, South Mahwah, NJ. 743 Tel. +1 (2 1) Fax +1 (2 1) newjersey@thk.com THK San Francisco 29 Lindbergh Avenue Livermore, CA Tel. +1 (9 25) Fax +1 (9 25) sanfrancisco@thk.com THK Canada 13 Matheson Blvd. E., U. 1 Mississauga, Ontario Canada L4Z 1Y6 Tel. +1 (9 5) Fax +1 (9 5) canada@thk.de Brasilien THK Brasil Ltda. Rua Dr. Artur Zapponi, 57 Freguesia do Ó São Paulo - SP Tel. +55 (55-11) Fax +55 (55-11) thk@thk.com.br Kina THK Beijing Kunlun Hotel Room No Xin Yuan Lu Chaoyang District Beijing Tel. +86 (1) Fax +86 (1) Hongkong THK Shouzan Co., Ltd. 4/Fl., Hanyee Bldg., Flat C Hankow Road Tsimshatsui, Kowloon Tel (8 52) Fax +852 (8 52) Malaysia THK Malaysia , Mont Kiara Palma Jalan Mont Kiara, Off Jalan Bukit Kiara 548 Kuala Lumpur Tel. +6 (3) Fax +6 (3) Taiwan THK Taiwan C611 SHIH, 6F, No. 7 Wu-Chuan 1 Rd. Wu-Ku Kung Yeh Chu Hsin Chuang City Taipei Hsien Tel (2) Fax +886 (2) THK Manufacturing of Europe, S.A.S. Parc d Activités la Passerelle 6819 Ensisheim Tel. +33 (3) Fax +33 (3) PGM Ball Screws Ltd. Bodmin Road, Wyken Coventry CV2 5DZ Tel. +44 (24) Fax +44 (24) PGM Ireland Ltd. 18 Cookstown Industrial Estate Tallaght, Dublin 24 Tel (1) Fax +353 (1) USA THK Manufacturing of America, Inc. 471 North High Street Hebron, OH Tel. +1 (7 4) Fax +1 (7 4) Japan Huvudkontor: Nishi-Gotanda Shinagawa-Ku Tokyo 141 Tel. +81 (3) Fax +81 (3) thk1@thk.co.jp Fabriker i: Kofu, Yamaguchi, Yamagata, Mie, Tokyo, Nagoya, Osaka, Gifu, etc.