No.007111 Z轴升降机构

规格

目的・动作

• 目的
  • 刻印工件时，切换工件的高度，微调刻印机的上下位置。
• 动作
  • 转动梯形丝杠支座组件的丝杠固定手轮，旋松梯形丝杠。确认位置显示器，同时转动压纹手轮，变更和微调刻印机安装底座的高度。通过目测确认刻度。变更和调整完成后，转动梯形丝杠支座组件的丝杠固定手轮，固定梯形丝杠。

环境·操作性

• 须采取保护和安全措施，以免受激光伤害。

对象工件

• 形状：铭牌
• 规格：W50×D100×H2mm
• 重量：40g

特点

规格・尺寸

• 升降行程： ±10mm
• 发讯块与过载检测传感器之间的距离：4.37mm
• 外观规格：W510×D380×H157mm

精度・负载

• 定位精度：±0.1mm
• 负载重量：25kg

主要零件的选型依据

• 倾斜安装并起到楔作用的直线导轨的倾斜角度为18°，手轮转动1圈升降约1mm，因此选择导程为3的梯形丝杠（tan18°×3≈1）。

设计要点

主要零件的计算过程

• 验证手动操作力是否可承受移动物体负载。
• 确认手轮拉手的转动力
  • 条件值：移动物体重量W=25kg、重力加速度g=9.8m/s²、梯形丝杠导程R=3mm=0.3cm、导程角d=4°22’=4.37°、动摩擦系数μ=0.21、直线导轨倾斜角度θ=18°、拉手与手轮中心的距离L=22mm=2.2cm
  • 作用于垂直方向上的力：W=m×g=25×9.8=245N
  • 作用于水平方向上的力：F=W×tanθ=245×tan18°=79.6N
  • 丝杠效率：η=(1-μ×tan(d))/(1+μ/tan(d))
    =(1-0.21×tan4.37°)/(1+0.21/tan4.37°)=0.263
  • 负载扭矩：T=(F×R)/(2×π×η)
    =(79.6×0.3)/(2×π×0.263)=14.5N·cm
    手轮拉手承受的力 P=T/L=14.5/2.2=6.6N

构造制作与设计要点

• 组合直线导轨的安装角度和梯形丝杠导程后，便于了解转速和上下移动距离。
• 为了固定刻印机的调整高度，采用带挡块的梯形丝杠支座。
• 还配置可直接观察高度的刻度，作为调整的大致标准，比仅使用转速计更直观。