技術資料動力鎖選擇和程序
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EL系列選擇
1.確認最大發生扭矩和最大發生推力負荷
最大扭力和推力負載的計算需要使用係數傳動能力。
※連接伺服電機、步進電機時，請將各自的最大扭矩 (峰值扭矩) 作為最大發生扭矩 (Tmax) 。
| SI單位 |
|---|
|
Tmax = 9550 × H n ・f Tmax=最大發生扭矩 (N・m)
|
| 重力單位 |
|---|
|
Tmax = 974 × H n ・f Tmax=最大發生扭矩 (kgf・m)
|
Pmax = Pax・f
- Pmax:最大產生推力負荷kN{kgf}
- Pax:推力負荷kN{kgf}
- f：使用係數
f：使用係數
| 負載狀態 | 使用係數 | |
|---|---|---|
| 平穩無衝擊負載 | 慣性小 | 1.5～2.5 |
| 輕微衝擊負載 | 慣性中 | 2.0～4.0 |
| 大衝擊負載 | 慣性大 | 3.0～5.0 |
僅施加扭矩時
比較由以上求得的Tmax和編目傳輸扭矩M t。
M t ≥Tmax→可用。
Mt < Tmax → 考慮增加型號或使用多個單元。
同時施加扭矩和推力負荷時
計算合成負荷M R，並與傳遞扭矩M t進行比較。
MR = Tmax2 + (Pmax × d 2 )2
- Tmax:最大發生扭矩N・m{kgf・m}
- Pmax:最大發生止推負荷N{kgf}
- d:軸徑m
比較由以上求得的M R和編目傳遞扭矩M t。
M t ≥M R →可以使用。
M t < M R → 考慮增加型號數量或使用多個單元。
*本系列可多個使用。使用多個時的傳遞扭矩，請用M t乘以下表所示的倍率。
| 使用個數 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 倍率 | 1 | 1.55 | 1.85 | 2 |
2.有效加壓、傳遞扭矩、表面壓值的計算
(1)所需傳遞扭矩值Mt與“型號和規格”所示的傳遞扭矩值 [Mt] 不同的情況。
使用以下公式計算所需的有效壓力 Fe、推力負荷 Pax 和表面壓力值 P 和 P'。
- C 1 =Mt/ [Mt] (所需傳遞扭矩的比率)
- Fe=C 1 × [Fe] N{kgf} (有效加壓)
- F=Fo+Fe N{kgf} (總應力)
- Pax=C 1 × [Pax] N{kgf} (推力載荷)
- P=C 1 × [P] MPa{kgf/mm 2} (軸側壓力)
- P' = C 1 × [P'] MPa{kgf/mm 2} (輪轂 側壓力)
- Mt:所需傳遞扭矩值N·m{kgf·m}
對於 Fo、[Fe]、[Mt]、[Pax] 和 [P']，請參閱「型號和規格」。
(2)所需有效加壓Fe與“型號和參數”中所示的有效加壓 [Fe] 不同時。
使用以下公式計算傳動扭力值 Mt、推力負荷 Pax 以及表面壓力 P 和 P'：
- C 2 =Fe/ [Fe] (所需有效壓力比)
- Mt=C 2 × [Mt] N·m{kgf·m} (傳遞扭矩)
- Pax=C 2 × [Pax] N{kgf} (推力載荷)
- P=C 2 × [P] MPa{kgf/mm 2} (軸側壓力)
- P' = C 2 × [P'] MPa{kgf/mm 2}（輪轂側壓力）
- Fe:所需有效加壓N{kgf}
對於 Fo、[Fe]、[Mt]、[Pax] 和 [P']，請參閱「型號和規格」。 註：0.25 ≦ C 2 ≦ 2
（3）當多個動力鎖EL 單元串聯排列時。
使用以下公式計算傳動扭力 Mtz、推力負荷 Paxz 和表面壓力 Pz 和 P'z（z：動力鎖EL列數的數量）。
- Mtz = S・Mt1
- Paxz = S・Pax1
- Pz=P 1 (軸側)
- P'z = P' 1（輪轂側）
Mt 1、Pax 1和 P' 1是列數為 1 時的值。
| Z | S |
|---|---|
| 1 | 1 |
| 2 | 1.55 |
| 3 | 1.85 |
| 4 | 2 |
3.考慮軸和輪轂
動力鎖EL本身不具備定心功能。定心應使用軸和輪轂之間的定心導軌進行。
定心用導向部的長度以d/2以上為宜，但請根據所需精度確定定心用導向部公差。
(1) 材料強度的探討
輪轂及軸請使用具有滿足下式的強度的材質。
σ0.2S≧ 1.4 × P σ0.2B≧ 1.4 × P'
- σ 0.2S、σ 0.2B:軸及輪轂材料的屈服點MPa{kgf/mm 2}
- P、P'：作用在軸心和輪毂孔徑上的表面壓力 MPa {kgf/mm 2}
鋼材料強度一覽表中列出了典型鋼材料的屈服點值，請參閱。
（2）考慮輪毂必要外徑D<sub> N</sub>和允許的空心軸孔直徑d<sub> B</sub>
使用的輪轂的外徑尺寸必須大於或等於D N，按下式計算。使用空心軸時，請使用由下式計算出的孔徑在d B以內的軸。
(a) 在輪轂側安裝螺栓時
DN ≧ D σ0.2B + 0.8 × P' σ0.2B - 0.8 × P' + dG
dB ≦ d σ0.2S - 1.2 × P σ0.2S
(b) 在軸側安裝螺栓
DN ≧ D σ0.2B + 0.6 × P' σ0.2B - 0.6 × P'
dB ≦ d σ0.2S - 1.6 × P σ0.2S - dG
P、P'：軸側和輪轂側的表面壓力 MPa {kgf/mm 2}
4.緊固螺栓的選擇
(1) 螺栓的強度等級和機械性能
螺栓的強度等級和機械性質請參照這裡。我推薦盡量使用等級10.9、12.9的螺栓。
對於外部的振動有不易松動的效果。使用等級12.9伏特，可使用等級10.9的擰緊扭矩。
(2) 座面壓力的探討
使用等級10.9、12.9的螺栓時，請研究螺栓座面的表面壓力。
當座面壓力超過下表所示的臨界壓力時，座面的凹陷變形將隨時間進行，螺栓將失去軸力，成為松動的原因。
當座面壓力超過臨界壓力時，請提高加壓法蘭的機械強度 (更換材料或進行熱處理)，或減小螺栓的緊固力以減小座面的凹陷。座面面積及座面壓力的計算如下式所示。
座面面積=As= π 4 (D 2-da 2 max) mm 2
- D:螺栓頭徑 (參照資料) mm
- da max:頸下R以後圓的直徑 (參照資料) mm
- 表面壓力Ps=Fv/As MPa{kgf/mm 2}
- FV:緊固力N{kgf}
各種材料的臨界壓力 (Junker)
| 材料 | 機械性質 | 臨界面壓 Pw MPa{kgf/mm 2} |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 名稱 | 德國 規格 |
相當 JIS |
拉伸強度 MPa{kgf/mm 2} |
壓縮屈服點 MPa{kgf/mm 2} |
||||
| 低碳鋼 | St37 | S10C | 346 | 35.3 | 272 | 27.9 | 294 | 30 |
| 中碳鋼 | St50 | S30C | 505 | 51.5 | 329 | 33.6 | 490 | 50 |
| 熱處理碳鋼 | C45 | S45C (調質) |
721 | 73.6 | 478 | 48.8 | 882 | 90 |
| 鑄鐵 | GG22 | - | 228 | 23.3 | 443 | 45.2 | 980 | 100 |
5.加壓機構的設計
由於加壓法蘭在緊固螺栓時會承受較大的應力，因此請使用具有足夠強度的材料，以避免塑性變形，設計時應留有一定的余地。
以下為本公司推薦的加壓機構的設計計算公式，請參照。
d 1、D 1、X尺寸如下表所示，請參照。
型號 d X D mm |
差距 X 動力鎖EL 列數 |
加壓袖・ 加壓法蘭尺寸 |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | d1 | D1 | |
| PL010X013E | 2 | 2 | 3 | 3 | 10.1 | 12.9 |
| PL011X014E | 2 | 2 | 3 | 3 | 11.1 | 13.9 |
| PL012X015E | 2 | 2 | 3 | 3 | 12.1 | 14.9 |
| PL013X016E | 2 | 2 | 3 | 3 | 13.1 | 15.9 |
| PL014X018E | 3 | 3 | 4 | 5 | 14.1 | 17.9 |
| PL015X019E | 3 | 3 | 4 | 5 | 15.1 | 18.9 |
| PL016X020E | 3 | 3 | 4 | 5 | 16.1 | 19.9 |
| PL017X021E | 3 | 3 | 4 | 5 | 17.1 | 20.9 |
| PL018X022E | 3 | 3 | 4 | 5 | 18.1 | 21.9 |
| PL019X024E | 3 | 3 | 4 | 5 | 19.2 | 23.8 |
| PL020X025E | 3 | 3 | 4 | 5 | 20.2 | 24.8 |
| PL022X026E | 3 | 3 | 4 | 5 | 22.2 | 25.8 |
| PL024X028E | 3 | 3 | 4 | 5 | 24.2 | 27.8 |
| PL025X030E | 3 | 3 | 4 | 5 | 25.2 | 29.8 |
| PL028X032E | 3 | 3 | 4 | 5 | 28.2 | 31.8 |
| PL030X035E | 3 | 3 | 4 | 5 | 30.2 | 34.8 |
| PL032X036E | 3 | 3 | 4 | 5 | 32.2 | 35.8 |
| PL035X040E | 3 | 3 | 4 | 5 | 35.2 | 39.8 |
| PL036X042E | 3 | 3 | 4 | 5 | 36.2 | 41.8 |
| PL038X044E | 3 | 3 | 4 | 5 | 38.2 | 43.8 |
| PL040X045E | 3 | 4 | 5 | 6 | 40.2 | 44.8 |
| PL042X048E | 3 | 4 | 5 | 6 | 42.2 | 47.8 |
| PL045X052E | 3 | 4 | 5 | 6 | 45.2 | 51.8 |
| PL048X055E | 3 | 4 | 5 | 6 | 48.2 | 54.8 |
| PL050X057E | 3 | 4 | 5 | 6 | 50.2 | 56.8 |
| PL055X062E | 3 | 4 | 5 | 6 | 55.2 | 61.8 |
| PL056X064E | 3 | 4 | 5 | 7 | 56.2 | 63.8 |
| PL060X068E | 3 | 4 | 5 | 7 | 60.2 | 67.8 |
| PL063X071E | 3 | 4 | 5 | 7 | 63.2 | 70.8 |
| PL065X073E | 3 | 4 | 5 | 7 | 65.2 | 72.8 |
| PL070X079E | 3 | 5 | 6 | 7 | 70.3 | 78.7 |
| PL071X080E | 3 | 5 | 6 | 7 | 71.3 | 79.7 |
| PL075X084E | 3 | 5 | 6 | 7 | 75.3 | 83.7 |
| PL080X091E | 4 | 5 | 6 | 8 | 80.3 | 90.7 |
| PL085X096E | 4 | 5 | 6 | 8 | 85.3 | 95.7 |
| PL090X101E | 4 | 5 | 6 | 8 | 90.3 | 100.7 |
| PL095X106E | 4 | 5 | 6 | 8 | 95.3 | 105.7 |
| PL100X114E | 4 | 6 | 7 | 9 | 100.3 | 113.7 |
| PL110X124E | 4 | 6 | 7 | 9 | 110.3 | 123.7 |
| PL120X134E | 4 | 6 | 7 | 9 | 120.3 | 133.7 |
| PL130X148E | 5 | 7 | 9 | 11 | 130.4 | 147.6 |
| PL140X158E | 5 | 7 | 9 | 11 | 140.4 | 157.6 |
| PL150X168E | 5 | 7 | 9 | 11 | 150.4 | 167.6 |
(1) 螺栓節圓直徑dp B、dp S mm
- (d=Φ10~Φ30時) dp B =D+8+d G dp S =d -8-d G
- (d=Φ32~Φ150時) dp B =D+10+d G dp S =d -10-d G
但是，將加壓法蘭安裝在輪轂一側時，螺栓根數應為dp B圓周上可安裝的最大根數的1/2以下。
(2) 加壓法蘭厚度lFmm
ℓF ≧ 2 × dG
(3) 加壓法蘭的強度 (σ 0.2F)
- 以8.8級扭矩擰緊螺栓時... σ0.2F ≥294 MPa{30kgf/mm 2} (相當於S35C)
- 以10.9級扭矩擰緊螺栓時... σ0.2F ≥343 MPa{35kgf/mm 2} (相當於S45C)
- 以12.9級扭矩擰緊螺栓時... σ0.2F ≥392 MPa{40kgf/mm 2} (相當於S55C)
σ0.2F:加壓法蘭的屈服點MPa{kgf/mm 2}
(4) 螺紋部配合長度l B mm
ℓB ≧ 1.5 × dG
加壓法蘭加工例
X：在壓力法蘭與輪轂端或軸端之間對環施加壓力時所需的最小干涉量。表格顯示了根據動力鎖EL列數數量而定的數值。
