Jednoduchá vs. dvojitá matice

Mrosconi · 2. 1. 2021, 9:16

Hezký den v novém roce !

Do teď jsem žil v přesvědčení, že pro frézku potřebuji dvojitou matici abych mohl regulovat predpetí. Tak to bylo v případě matic TBI Motion DFU. regulovat šlo od P0 do P4. TBI tyto matice přestalo vyrábět a místo něj doporučují OFU. To jsou sice dvojité matice, ale bez možností regulace předpětí a tím oádem si u výroby musím říci, jaké kuličky tam mají nasypat. Podle toho budu mít předpětí. Bavili jsme se, že pro běžné malé frézky je P2 dobrý kompormis. Proto taky volím matice s tímto předpětím. Vše funguje a nemám s tím problém.

No jo, jenže když pak nad tím uvažuji, tak OFU není nic jiného než SFU, jen místo 4 dráh kuliček ma jich 8 a tím ádem větší únosnost. Jelikož předpětí nastavuji vce výrobě, nemám možnost nic regulovat a tím pádem ani vyeliminovat případnou vůli z provozu. Pokud tedy při návrhu použiju dostatečně odolnou matici a nepotřebuji to dohánět vícero závity matice, nemusím to řešit, protože přece předpetí bude stejné jak u te jednoduché tak i ddojité matice. Když zvolím z výroby třeba tu P2. Tím pádem ušetřím místo, ptožože jednoduchá matice je přirozeně kratší.

Chápu to správně?

Díky a hoooooodně štěstí a pevné nervy !

2. 1. 2021, 9:36

Ano, casto se pouziva reseni s kratsi mtici mene drahami a jen to nazenou velikosti kulicek.

Predstav si to jako lozisko ktere narves vetsimi kulickami a ono ztuhne
ovsem proti tomu kosouhly par je jina liga a stejne je to s dvojitou matici

Cjuz · 2. 1. 2021, 9:41

Myslím že bych nejdřív řešil zda chci dělat předpětí volbou kuliček nebo rozepřením dvou přesných matic.
Vhodné kuličky používá i číňan, vyrobí šroub, k tomu napasuje matici a dodává to jako set s mírným předpětím. Životnost je malá, opakovatelnost nulová, ale funkční to je. U KSK mám dvě matice vůči šroubu oboje broušené v IT1 a ty teprve vůči sobě dolaďuji, aby vzniklo požadované předpětí. Dráhy styk a všechno zůstává nejlepší možné.
Co je dostatečně odolná matice, pokud je správně navržená pro plánovaný stroj zatížení a životnost?
Nepotřebuji složité výpočty abych věděl že čím víc drah v matici tím víc adidas.

Jo a navíc to předpětí při volbě kuliček se nastavuje v procentech ůnosnosti matice, takže to není žádné pevné spojení.
Vždy bude řádově lepší broušená jednoduchá matice než dvojitý válcovaný předepnutý číňan.

Milan199 · 2. 1. 2021, 10:13

Robocop to píše přesně. Jenom tedy doplním.

Je žádoucí aby styk kuliček a drah byl co nejvíce kosoúhlý. Cpát tam větší kuličky tento parametr zhoršuje !

Důležité je zjistit si / uvědomit si jaká je konstrukce matice.

Nejjednodušší matice mají pouze spojitou šroubovici a vůle předpětí se nastaví právě těmi kuličkami.

Jednoduché bezvůlové matice mívají šroubovici v polovině "odskočenou" a půlka kuliček vytváří předpětí na jednu stranu a půlka na druhou. Ty se také vymezují velikostí kuliček ale parametry jsou mnohem lepší. Je nutné si vědomit že ten mezizávit kde je posunuté stoupání je v podstatě nefunkční // nic nenese // a matice má tedy v praxi jen 1 až 1,5 funkčního závitu na každou stranu.
Toto řešení je vhodné pro větší rychlosti a malé zatížení.

Dvojitá předepnutá matice je nejlepší volba. Nejvíce kuliček tvoří nosný styk mezi maticí a šroubem. Sestava tedy bude mít nejvyšší tuhost. Je ovšem nutné použít přesnější šroub, aby nedocházelo díky odchylkám stoupání šroubu ke změně předpětí.

Modros · 2. 1. 2021, 10:15

Mrosconi píše: ↑2. 1. 2021, 9:16 Hezký den v novém roce !

Do teď jsem žil v přesvědčení, že pro frézku potřebuji dvojitou matici abych mohl regulovat predpetí. Tak to bylo v případě matic TBI Motion DFU. regulovat šlo od P0 do P4. TBI tyto matice přestalo vyrábět a místo něj doporučují OFU. To jsou sice dvojité matice, ale bez možností regulace předpětí a tím oádem si u výroby musím říci, jaké kuličky tam mají nasypat. Podle toho budu mít předpětí. Bavili jsme se, že pro běžné malé frézky je P2 dobrý kompormis. Proto taky volím matice s tímto předpětím. Vše funguje a nemám s tím problém.

No jo, jenže když pak nad tím uvažuji, tak OFU není nic jiného než SFU, jen místo 4 dráh kuliček ma jich 8 a tím ádem větší únosnost. Jelikož předpětí nastavuji vce výrobě, nemám možnost nic regulovat a tím pádem ani vyeliminovat případnou vůli z provozu. Pokud tedy při návrhu použiju dostatečně odolnou matici a nepotřebuji to dohánět vícero závity matice, nemusím to řešit, protože přece předpetí bude stejné jak u te jednoduché tak i ddojité matice. Když zvolím z výroby třeba tu P2. Tím pádem ušetřím místo, ptožože jednoduchá matice je přirozeně kratší.

Chápu to správně?

Díky a hoooooodně štěstí a pevné nervy !

ja pouzivam sfu P2 TBI na Sroubu "c5" v uvozovkach....nevim jak se jim to povedlo na valcovanem sroubu. Nevidim duvod proc tam rvat dvojitou na tech nasich strojeckach. P2 lepsi nez nepredepnutej cinan....a paradni cena...u Powerbeltu

2. 1. 2021, 10:24

Dluzno rict ze si nepamatuju ze by tu nekdo resil ze by sesrotoval cinskh kulickac. Tj. Nekdo v hoby nasazeni prekonal jeho zivotnost. A i kdyby bude to patrne vic z duvodu spatneho ulozeni, zakrytovani atd.. nezli z kratke zivotnosti jako takove. Myslim ze v hoby sfere budou ty ostatni vlivy dominantnejsi.

Mrosconi · 2. 1. 2021, 10:35

Modors souhlas. Já mám na jednom stroji OFU, tedy ty zesílené a na druhém starší DFU s regulací. Oboje C5. rozdíl nepoznám.

Milan199 · 2. 1. 2021, 11:13

Modros píše: ↑2. 1. 2021, 10:15 ... Nevidim duvod proc tam rvat dvojitou na tech nasich strojeckach. ...

Nikdo tě nenutí nikam nic rvát...

Jenom tu na jednu stranu řešíte tuhost portálu, "honíte" tisíciny atd ... Pak tam dáte "gumovou" matici a budete otrávený, že se to kydlá jak krávě ocas.
Je třeba si uvědomit CO od toho stroje čekám a mít vyvážené vlastnosti jednotlivých komponent. //Řetěz vždy praskne v nejslabším článku.//
Já jsem taky stavěl stroje kde byly jednoduché matice, protože tam prostě stačily. A fungovalo to roky ve dvousměnném provozu !

Mrosconi · 2. 1. 2021, 11:35

Milane, neřešíme. Otázka zní jaký je rozdíl mezi P2 jednoduchou maticí a dvojitou bez možností změny předepěti. Nevím jak je řešená šroubovice v případě OFU matic, ale předpokládám že stejně tedy 4 tlačí do prava a 4 v levo. V obou přépadech se předepětí určuje velikostí kuliček. U te SFU, tedy 1x4 nevím, ale asi to bude jednoduchá šroubovice a tak kuličky dudou tlačit v obou směrech. Víte někdo jak je to přesně?

file:///C:/Users/info/Downloads/TBIMOTION_BallScrew_19.09(EN).pdf

Cjuz · 2. 1. 2021, 11:59

Milan199 píše: ↑2. 1. 2021, 11:13
Modros píše: ↑2. 1. 2021, 10:15 ... Nevidim duvod proc tam rvat dvojitou na tech nasich strojeckach. ...
Nikdo tě nenutí nikam nic rvát...

Jenom tu na jednu stranu řešíte tuhost portálu, "honíte" tisíciny atd ... Pak tam dáte "gumovou" matici a budete otrávený, že se to kydlá jak krávě ocas.
Je třeba si uvědomit CO od toho stroje čekám a mít vyvážené vlastnosti jednotlivých komponent. //Řetěz vždy praskne v nejslabším článku.//
Já jsem taky stavěl stroje kde byly jednoduché matice, protože tam prostě stačily. A fungovalo to roky ve dvousměnném provozu !

Tady bych poprosil o vyjasnění.
Pokud použiji nějakého lehce předepnutého číňana kuličkama s jednoduchou maticí a nebo lepší dvojitou třeba od TBI jaký to bude mít vliv na obrábění.
Vždyť to předepnutí není nikdy tak brutální ani u profi řešení. Domnívám se že na hoby stroji kde nejsou podmínky to pořádně zatížit, jelikož to neumožní spousta dalších faktorů, to nemůžu poznat. A ano u profi stroje kde to jede u hranice možností nástrojů by to bylo jiné. Ale jaké z pohledu na kvalitě obrábění, nebo jen řádově menší životnosti?

Milan199 · 2. 1. 2021, 8:38

Cjuz píše: ↑2. 1. 2021, 11:59
Milan199 píše: ↑2. 1. 2021, 11:13
Modros píše: ↑2. 1. 2021, 10:15 ... Nevidim duvod proc tam rvat dvojitou na tech nasich strojeckach. ...
Nikdo tě nenutí nikam nic rvát...

Jenom tu na jednu stranu řešíte tuhost portálu, "honíte" tisíciny atd ... Pak tam dáte "gumovou" matici a budete otrávený, že se to kydlá jak krávě ocas.
Je třeba si uvědomit CO od toho stroje čekám a mít vyvážené vlastnosti jednotlivých komponent. //Řetěz vždy praskne v nejslabším článku.//
Já jsem taky stavěl stroje kde byly jednoduché matice, protože tam prostě stačily. A fungovalo to roky ve dvousměnném provozu !
Tady bych poprosil o vyjasnění.
Pokud použiji nějakého lehce předepnutého číňana kuličkama s jednoduchou maticí a nebo lepší dvojitou třeba od TBI jaký to bude mít vliv na obrábění.
Vždyť to předepnutí není nikdy tak brutální ani u profi řešení. Domnívám se že na hoby stroji kde nejsou podmínky to pořádně zatížit, jelikož to neumožní spousta dalších faktorů, to nemůžu poznat. A ano u profi stroje kde to jede u hranice možností nástrojů by to bylo jiné. Ale jaké z pohledu na kvalitě obrábění, nebo jen řádově menší životnosti?

to Cjuz
Vliv to bude mít značný ! Zkusím příklad :
Máš tři velikostně stejná ložiska - třeba na hřídel 12 mm.
Radiální 6201 má dynamickou nosnost 6,9 kN a axiálně tedy 12% = 0,82 kN
Kosoúhlé 7218 alfa 40° má axiální nosnost 8,7 kN
Axiální 51201 má nosnost 13,2 kN
// zdroj katalog FAG //
Tedy čím více se úhel styku přes kuličky // mezi šroubem a maticí // odchyluje od kolmice k ose rotace šroubu // matice // tím je nosnost při stejných / porovnatelných rozměrech vyšší.

***************************************************
Konkrétně u matice 16*5 se třemi funkčními závity je uváděn koeficient tuhosti 350 N/um.
Je potřeba si uvědomit že u jednoduché matice táhne na jednu stranu polovina závitů - tedy 1,5 závitu. Uvědomte si že z celkové délky matice něco uberou stirátka, něco rekuperátory a pokud je matice jednoduchá bezvůlová tak také mezizávit.
***************************************************
Další vliv na únosnost a tuhost je dán stoupáním závitu : // jednoduchá matice //
16*5 12300 N 350 N/um
16*10 9600 N 280 N/um
16*16 6200 N 171 N/um
// zdroj katalog Rexroth //

Tady je vysvětlené, proč v matici vzniká vůle i když je "předepnutá" :

A takhle to vypadá v předepnuté matici :

Existují i matice a šrouby "čtyřbodové" kde se každá kulička dotýká ve dvou bodech šroubu a ve dvou matice. Je to ovšem výrobně velmi náročné a používá se to pouze u broušených verzí.

Pro porovnání - ložisko 6201 bude stát do 200CZK
ložisko 7218 cca 1300CZK
ložisko čtyřbodové QJ 201 bude stát cca 3000CZK

Takže matice s menší únosností a přiměřeně nižší tuhostí bude mít na obrábění vliv ZNAČNÝ.
Je třeba si uvědomit že je li stroj na lineárním vedení i několik set kg těžký suport utlačíte prstem. Všechny síly u horizontálních os tedy "drží" šroub. Samosebou je důležité i uložení šroubu.
Kdysi jsem postavil malou frézku a použil jsem tam šrouby rexroth 16*5 s jednoduchou maticí. Protože to bylo na lineárech 35*90 očekával jsem solidní tuhost. Byl jsem velmi hořce zklamán !
Když jsem kontroloval tuhost mezi šroubem a maticí zjistil jsem že i fréza pr 10 s tím v oceli "cloumá" o 0,05 až 0,07 aniž by tam byl nějaký mrtvý chod. Tak jsem tam vyměnil šrouby za broušené s dvojitou předepnutou maticí a stroj neuvěřitelně ztuhnul.

Zjistit u stroje se třemi osami, kde vzniká nějaká netuhost v dynamickém procesu obrábění je nesmírně obtížné i s profi vybavením. Pak se ti stane, že se to někde rozkmitá a uletí fréza nežli stačíš zaregistrovat co se stalo. To se týká i přesnosti, kvality povrchu ...

Pokud tedy stavíte stroj z nějakých hliníkových přířezů / profilů, tak asi jednoduchá matice postačí. Pokud se snažíte o polymer betonové konstrukce, nebo něco na litině, tak mi fakt připadá zbytečné si do toho vnést binčus nevhodnou maticí / šroubem.

Při diskusích se tu soustředíte na VULI, ale vůbec neřešíte TUHOST.

Cjuz · 2. 1. 2021, 8:50

Jo takto to je jasné, díky.
Navíc se to sčítá, takže gumová matice, uložení v domečku, konstrukce a i když se to zdá staticky OK, neudělá to hezký povrch a nástroje odcházejí rychle.

Milan199 · 2. 1. 2021, 9:16

Mrosconi píše: ↑2. 1. 2021, 11:35 Milane, neřešíme. Otázka zní jaký je rozdíl mezi P2 jednoduchou maticí a dvojitou bez možností změny předepěti. Nevím jak je řešená šroubovice v případě OFU matic, ale předpokládám že stejně tedy 4 tlačí do prava a 4 v levo. V obou přépadech se předepětí určuje velikostí kuliček. U te SFU, tedy 1x4 nevím, ale asi to bude jednoduchá šroubovice a tak kuličky dudou tlačit v obou směrech. Víte někdo jak je to přesně?

file:///C:/Users/info/Downloads/TBIMOTION_BallScrew_19.09(EN).pdf

Ahoj Mariane. Nemyslím tím "řešíte" jenom toto vlákno. Tuhost jednotlivých komponent strojů se tu řeší víceméně setrvale // a je to dobře // a některé diskuse jsou docela přínosné.
Obsáhle odpovídám Cjuzovi. Matice co zmiňuješ konkrétně neznám, ale v principu to jiné být nemůže. Pokud v katalogu tyto informace nemáš je to také informace / o solidnosti výrobce /.
Někdy je dobré si vyžádat konstruční katalog.

echt · 2. 1. 2021, 9:20

*jen dodám, že u ložisek je důležitější údaj "Rigidity axial" (axiální tuhost) - nikoliv axiální nosnost
já např. používám ložiska ZKLF3590-2Z-XL ( 60° cena xx000 Kč/ks ) - (axiální tuhost 900 N/µm )
https://medias.schaeffler.us/en/product ... nformation

*axiální nosnost je spíše údaj, který se používá při výpočtu životnosti ložiska při určitém zatížení ...)

Mrosconi · 2. 1. 2021, 9:34

Jak řákám, osobně používám dvojité matice, protože mají větší únostnost. Jen jsem se zamyslel zda má smysl použít vždy dvojitou. Ze začátku jse myslel, že jde především o vymezování vůle a proto jsem se taky ptal. Většina si asi představuje dvojitou maticí něco jako tu TBI DFU, která má dva těla po 4 řady a mezitím jsou kolíčky a červíky se reguluje předpětí. Jenže se už nevyrábějí a TBI oficiálně nabízí jako náhradu ty OFU bez možností regulace.
Myslím, že to mám dostatečně předimenzované a bohatě mi vystačí matice 2505, které mám z prvního stroje. Budu stavět další a ta jsou v plánu větší, tedy 3210. Co do únosnosti tak již SFU v tom rozměru je pevnější než menší dvojitá. Proto jsem taky začal zpochybňovat nutnost užití dvojité matice. Obzvlášť když nemohu regulovat předpětí.