บอลสกรู 4/BALL SCREW 4
          การคำนวณเลือกขนาดบอลสกรูที่ใช้งานในแนวดิ่ง
          Cartesian Coordinates type Robot Z Axis
          เงื่อนไขในการออกแบบ
          ข้อกำหนดแบบ
          มวลชิ้นงานที่ต้องเคลื่อนที่   : m = 300 kgs
          ระยะเคลื่อนที่มากสุด    : Smax = 1500 mm
          ความเร็วสูงสุด     : Vmax = 10000 mm/min
          ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำ  : 0.3 mm
          อายุที่ต้องการ     : Lt = 24000 h (16 ซม x 300 วัน x 5 ปี)
          ระบบรองรับเพลา    : Fixed = Simple Support
          นัต      : นัตเดี่ยวแบบหน้าแปลน
          รางวิ่ง (ลูกกลิ้ง)     : µ - 0.01 (สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน)
          มอเตอร์ขับ     : AC Servo motor  (Nmax = 1000 rpm)
          สภาพแวดล้อม      : มีฝุ่นเล็กน้อย
          สภาวะการทำงาน
          เลือกระดับความแม่นยำ
          ตารางที่ 1 จะเห็นว่าไม่มีรายการที่เกี่ยวข้องกับระบบที่ออกแบบเลย จึงเลือกบอลสกรูรีด (Rolled Ball Screw) ซึ่งเป็นสต็อกมาตรฐานของผู้ผลิต โดยจะต้องมี
          ความสามารถในการกำหนดตำแหน่งซ้ำ  0.3 mm
          และรับมวลที่เคลื่อนที่ได้   2940 N
          เลือกลีด
          จากความเร็วสูงสุดของ AC มอเตอร์
          I≥V_max/N_max =10000/1000=10 mm
          เลือกลีดที่โตกว่า 10 มม.
          ตารางที่ 1 ระดับความแม่นยำของบอลสกรูและการใช้งาน
         
         

         
         

           เลือกขนาดของบอลสกรู
          ตารางที่ 3 เส้นผ่านศูนย์กลางที่มีลีดโตกว่า 10 มม. จะอยู่ในช่วง 12-50 มม.
          เลือกระยะชัก
          เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใช้กับระยะเคลื่อนที่สูงสุด 1500 มม. อยู่ระหว่าง 15 มม. และ 50 มม. ผลเลือกขั้นต้น
          ตารางที่ 4 ช่วงระยะชัก มากสุดของบอลสกรูรีดสต็อกมาตรฐาน
 
 

          บอลสกรูรีดที่เป็นมาตรฐาน
          ขนาดเพลา : 15~50 mm.
          ลีด  : 10 mm.
          ระยะชัก  : 1500 mm.
          เลือกรายการที่ต้องการจากสต็อกมาตรฐาน
          เลือกมาตรฐาน R series (บอลสกรูรีด) นัตเดี่ยวแบบหน้าแปลน
          ขนาดเพลา : 15, 16, 20, 25, 32, 36, 40, 45, 50 มม.
          ลีด  : 10 mm
          ระยะชัก  : 1500 mm
          ตรวจสอบความปลอดภัยพื้นฐาน
          ตรวจสอบแรงในแนวแกนที่ยอมได้
          ความเร่งในช่วงเวลาเร่งและลดความเร่งคือ
          ∝_1=V/(60 t_1 )=〖10×10〗^3/(60×0.2)=833 mm/s^2
                                            =833 mm/s^2
          ช่วง      1       .        6
          F_1=mg-ma=2690 N
             2       .        5
          F_2=mg            =2940 N
             3       .        4
          F_1=mg+ma=3190 N

 


          Bucking Load
          P = 3190 N,  L = 1600 mm
          จุดรองรบแบริ่งเป็นแบบ Fixde-Simple
          จาก 〖_〗≥=[(P.L^2)/m×〖10〗^(-4)]¼ =[〖^〗/×〖^〗]¼
          =16.8 mm
          ตรวจสอบความเร็วรอบที่ยอมได้
          ความเร็ววิกฤติ
          N = 1000 rpm  L = 1600 mm
          d_r≥=〖N.L〗^2/f×〖10〗^(-7)=〖1000×1600〗^2/15.1×〖10〗^(-7)=17 mm
          สำหรับกำหนดตำแหน่ง (เกรด C5 หรือสูงกว่า)
          สำหรับขนส่งลำเลียง (เกรด Ct7) รุ่นมาตรฐาน
          รุ่นความเร็วสูง d_m.n≤70000
          d_m.n≤100000
          สำหรับขนส่งลำเลียง  d_m.n≤50000


          ค่า dmn
          จากตาราง d_m≤50000/n=50000/1000=50 mm
          เลือกความยาวสกรู
          L_s= ระยะชัก+ความยาวนัต+ระยะเผื่อ  + ความยาวปลายเพลา
                
          ความยาวภาคตัดสกรู
          =1500+100+100+200=1900≤2000 mm
          โดยปกติแล้วควรใช้อัตราส่วน L_s/d=((ความยาวสกรู))/((Ø เพลา))≤70
          d≥L_s/d=1900/70=27.1
          ต่อไปเลือกบอลสกรูรีดจากสต็อกมาตรฐาน ครั้งที่ 3
          Ø เพลา  : 32, 36, 40, 45, 50 mm
          ลีด  : 10 mm
          ระยะชัก  : 1500 mm
          ตรวจสอบอายุ (พิกัดแรงพลวัตประเมิน) พิจาระณาความสามารถในการรับภาระจากสภาวะแรง
          สภาวะการทำงาน ภาระในแนวแกน (N) ความเร็วรอบเฉลี่ย (rpm) เวลาที่ใช้(s)
          1       .        6
          2       .        5
          3       .        4 F1  = 2690
          F2 = 2940
          F3 = 3190 N1 = 500
          N2 = 1000
          N3 = 500 t_a=1.4
          t_b=13.0
          t_c=1.4
          F_m=[(F_1^3 N_1 t_a+F_2^3 N_2 t_b+F_3^3 N_3 t_c)/(N_1 t_a+N_2 t_b+N_3 t_c )]1/3
          N_m=(N_1 t_a+N_2 t_b+N_3 t_c)/t=288 rpm
          C_a≥(60N_m.〖L_t)〗_^(1/3) F_m.fw×〖10〗^2
          =(60×288×24000)^(1/3)×2940×1.2×〖10〗^(-2)
          = 26300 N
          ตรวจสอบพิกัดแรงสถิตประเมิน
          C_oa=F_max×f_3=3190×2=6380 N
          เลือก บอลสกรูรีดที่เป็นสต็อกมาตรฐาน
          ขนาดเพลา   : 30 mrn
          ลีด    : 10 mm
          ระยะชัก    : 1500 mm
          จำนวนกลับและวงจร  : 2.5 x 2
          ความยาวสกรู   : 2000 mm
          พิกัดแรงพลวัตประเมิน  : 35700 N
          นัต
          เลือกนัตแบบหันหน้าแปลนพร้อมซีล (แบบมี brush-seals อยู่ภายใน) ขึ้นอยู่กับความจำเป็นและสภาพการใช้งาน ดังนั้นเลือกบอลสกรู ดังนี้
          ชุดนัต  RNFTL 3210 a5S
          เพลาสกรู  RS3210 A 20