CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
3.2. Lựa chọn phương án truyền động
Yêu cầu: Cấu trúc máy đạt độ cứng vững phù hợp, đảm bảo an tồn để có thể gia cơng các kim loại mềm (đồng, nhôm,...). Các chi tiết truyền động cơ khí đạt độ chính xác cao đảm bảo dung sai gia cơng ± 0.01mm.
3.2.1. Lựa chọn vít me
Có 2 loại vít me thơng dụng: Vít me đai ốc dạng thường và vít me đai ốc bi.
- Vit me đai ốc dạng thường:
Hình 3.13 Vit me đai ốc.
Vít me đai ốc có độ chính xác truyền động cao, tỷ số truyền lớn, truyền động tương đối êm, có khả năng tự hãm, lực truyền lớn tuy nhiên do sử dụng đai ốc nên gây ra ma sát lớn, hiệu năng truyền động thấp nên ít được sử dụng rộng rãi.
- Vít me đai ốc bi:
Vít me đai ốc bi có cấu tạo giống với vít me đai ốc dạng thường, tuy nhiên do sử dụng đai ốc dẫn hướng bằng các viên bi trịn giúp hạn chế tối đa ma sát nên có hiệu suất cao, có thể đạt từ 90 – 95 %. Hầu như khơng có khe hở trong mối ghép và có thể tạo ra
Hình 3.14 Vít me đai ốc bi
Vì những ưu điểm đó vít me đai ốc bi thường được sử dụng cho những máy cần có truyền động thẳng chính xác như máy khoan, doa tọa độ, các máy điều khiển chương trình số.
Xét về khả năng năng làm việc và độ hiệu quả cần thiết nhóm quyết định chọn loại vít me dạng bi vì có độ ma sát nhỏ và ổn định, hiệu suất truyền động cao, hầu như khơng phụ thuộc vào tốc độ.
.
Hình 3.15 Mối quan hệ giữa ma sát và tốc độ của 2 dạng vít me
Quan sát thấy được ở biểu đồ trên rằng vít me đai ốc bi ở thời điểm khởi đầu để chạy trục vít dạng bi cần một khoảng thời gian nhỏ hơn nhiều so với vít me đai ốc thường. Vì vậy, vít me đai ốc dạng bi là sự lựa chọn thích hợp nhất.
3.2.2. Lựa chọn cơ cấu dẫn hướng
Thanh trượt vng
Hình 3.16 Cấu tạo thanh trượt vng
Ưu điểm: Bởi vì q trình dẫn hướng tuyến tính chịu ảnh hưởng của ma sát lăn của ổ đỡ nên dễ trượt hơn; độ cứng cao; chịu tải tốt; tuổi thọ cao; hiếm khi bị mài mịn; chống rung tốt, dễ bảo trì và sửa chữa.
Nhược điểm: Chi phí cao.
Bên cạnh đó, để dễ dàng gia cơng và lắp đặt, có thể sử dụng các bộ phận có sẵn của cấu trúc dẫn hướng, bao gồm ổ trượt, thanh ray.
Thanh trượt trịn
Hình 3.17 Thanh trượt trịn
Ưu điểm: Thanh trượt, con trượt trịn có độ chính xác cao mà lại có giá thành phải chăng
Thanh trượt mang cá
Nhược điểm: cần gia công rãnh mang cá rất phức tạp. Khi gia cơng, phoi có thể rơi vào bề mặt trượt giữa các rãnh do đó tạo ma sát mài mịn rãnh. Sau một thời gian cần thay thế các nêm, khá khó khăn trong việc bảo trì và sửa chữa.
Ưu điểm: Giá thành rẻ.
Hình 3.18 Thanh trượt mang cá
Để đạt được khả năng chịu tải cao theo yêu cầu thiết kế, tăng sự tiện lợi cũng như đơn giản hóa q trình gia cơng và lắp đặt, nhóm quyết định sử dụng cơ cấu thanh trượt vng.
3.2.3. Cơ cấu truyền động tích hợp vitme và ray trượt.
Bên cạnh các loại cơ cấu dẫn hướng và truyền động thơng thường, cịn có các sản phẩm tích hợp sẵn cả cơ cấu dẫn hướng và truyền động chung với nhau.
Bearing (fixed side)
Double-row ball circuit Housing A
Bearing (supported side) Grease nipple
Outer rail Stopper
Inner block
Stopper Housing B
LM Guide + Ball Screw = Integral-structure Actuator
Ball screw
KR
Hình 3.19 Cấu tạo của LM Guide Actuator Model KR Cơ cấu truyền động tích hợp dẫn hướng có các đặc điểm:
- Tăng độ cứng vững chống moment xoắn tốt.
- Các sản phẩm đa dạng trên thị trường với nhiều loại kích cỡ khác nhau (Giảm thời gian thiết kế và lắp đặt).
- Dễ bảo trì, bảo dưỡng, tiết kiệm khơng gian. - Có thể được sử dụng trong mọi hướng lắp đặt.
Kết luận lựa chọn dẫn động và dẫn hướng.
Để tiết kiệm không gian và thời gian khi thiết kế mơ hình trung tâm gia cơng CNC đồng thời đảm bảo độ cứng vững và hoạt động êm ái thì bên cạnh các cơ cấu truyền động dẫn hướng thơng thường, nhóm cịn sử dụng thêm cụm cơ cấu truyền động tích hợp vitme và thanh ray trượt. Sử dụng bộ vít me thanh ray trượt của hãng THK, Model Kr cho trục X. Vì trục X chịu trách nhiệm truyền động cho trục A chứa mâm cặp kẹp phôi gia công nên phải chịu tải lớn và có hành trình làm việc lớn nhất trong các trục.