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台形ねじのセルフロック、摩擦について
2023/10/19 05:22
- LMガイド上のユニットには8000Nのスラスト方向の力がかかるが、現在台形ねじに取り付けたサーボモータに負荷がかかっている
- 台形ねじのナットが軸に傾くとセルフロックが効かなくなる可能性がある
- ナットと軸のねじ山が線接触になり摩擦係数が下がるため、傾きに注意が必要
台形ねじのセルフロック、摩擦について
2013/05/29 09:54
水平に設置されたLMガイド上にとりつけたユニットを、
TM70の台形ねじとサーボモータを使用して前後駆動させています。
LMガイドに取り付けたユニットには、ユニット停止中に台形ねじ軸のスラスト方向に8000Nほどの一定方向の力がかかります。(長くて10秒程です)
台形ねじのナットにスラスト荷重が作用しても、セルフロックにより軸は回されない筈ですが、
現状は台形ねじに取り付けたサーボモータに負荷がかかっていました。(軸が回されようとしていました)
ユニットのメカ的な位置調整を行うことでサーボにかかる負荷は解消されましたが、
相談をしたい点として
・台形ねじのナットが軸に対して傾いて取りついている場合、セルフロックが 効かなくなることがあるのでしょうか。
→ナットが傾くことで、ナットと軸のねじ山が線接触になり摩擦係数が下がるのでしょうか?(見かけの接触面では摩擦力は変化しないようですが、真実接触面が減っていると考えても良いのでしょうか)
以上、長文で申し訳ありませんがご助言いただけますと幸いです。
よろしくお願いいたします。
回答 (4件中 1~4件目)
六角ボルト等のねじは、セルフロックにより軸は回されない(基本的には、自然に緩まない)
構造になっています。(機能が発揮できないために)
さて、台形ねじ等は、高リードタイプもあり、摩擦係数をtan化した摩擦角より、ねじリード角
の方が大きいと緩みます。
また、ボールねじでもそうですが、このような構造の場合は、ねじに大量のグリースを
塗布し、焼付きを防いだり、動力伝達効率を上げるように製造は調整します。
ですから、グリース等の潤滑油で、摩擦係数が下がり、出力側からの力がモータ等の入力側
に伝わる状態になったのでしょう。
ねじの緩みをネット検索すると、
* 腐食剤系にて接触面の摩擦係数を上げる
* 油分は、除去する
等々がありますし、摩擦係数を上げるや下げない対処があります。
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ネジの緩みの最近の知見です。
http://www.youtube.com/watch?v=d4Pccu5D1wM
セルフロツクが掛かるのは、静的な状態だけ。
ネジ軸が振動していたら、ネジは緩む?
調整したのは、ネジを平行にしたのではなく、傾けたのかも・・・。
お礼
2013/06/04 13:32
ご回答及び参考を添付いただき有難うございました。
実際は平行にしたのか傾けたのか確認できておりません。
負荷のかかり始めは衝撃に近いものがあり、その後一定荷重となります。
振動で緩むとすると、衝撃荷重も微小な時間で見ると振動しているということなのかもしれません。(私見です)
>台形ねじのナットにスラスト荷重が作用しても、セルフロックにより軸は回されない筈ですが、
必ずしもセルフロックが掛かって絶対に逆回しされないとは限らない
http://www.makishinko.co.jp/page/products_jacks_st.html
http://www.tsubakimoto.jp/product/detail.html?code=420_2_2_1_1
>(軸が回されようとしていました)
つまり、逆回しされても当たり前でもある
セルフロックが掛からなくてサーボ負荷が上がったのではなくて
ネジの組付けが悪くて摩擦でサーボ負荷が上がったとみるが?
お礼
2013/06/04 13:42
ご回答及び参考を添付していただき有難うございます。
ユニットが停止中に負荷がかかるので、セルフロックが掛からなくてサーボ負荷が上がったと考えています。
参考のメーカとは違いますが、台形ねじメーカに問い合わせたところ衝撃や振動でセルフロックがかからない可能性があるが、原因は把握していないとのことでした。
私見ですが、振動によってネジとナットの接地面に隙間が出来、滑るのではと考えています。
回答でなくて申し訳ありません。
>ユニットのメカ的な位置調整を行うことでサーボにかかる負荷は解消されました
上記の記述が意味していることは、
台形ねじのナットが軸に対して傾いて取りついているのいる状態を、
傾きをなくして正対するように調整したら、
サーボモータの軸に加わるモーメント荷重がゼロに近づいたと言うことでし
ょうか?
後学のためにご教示下さるようにお願いします。
もう一点教えて下さい。
TM70の台形ねじのピッチはどれ程でしょうか?
宜しくお願いします。
(p=10mmでしょうか)
回答(3)さんの回答なさった
>調整したのは、ネジを平行にしたのではなく、傾けたのかも・・・。
もしかしたら、鋭い指摘のようにも思えますが、ご質問者さんのご見解を
お聞かせ頂ければ有難く存じます。
補足
2013/06/04 13:12
ohkawaさん
ご連絡いただき有難うございます。
捕捉しますと、
ねじのピッチは10mmです。
また、LMガイド・台形ねじはユニットの両端に取り付ける形で2本使いをしており、2軸を1つのサーボモータで動かしています。
調整に関してはナットと軸の平行を正確に測ったわけではなく、最終的にはユニット動作時のサーボの負荷が軽くなる点で調整しました。
実際平行にしたのか、傾けたのかは把握できていませんが、2軸使用している為左右の軸にバックラッシ分の隙間の違いがあり、そこで振動が発生したのかもしれません。
お礼
2013/06/04 14:00
ご回答いただき有難うございます。
潤滑は通常のリチウム系グリースを使用しておりますが、調整前と調整後で変えていない為、直接の原因ではないと考えています。
(今回の台形ねじの場合は摩擦係数が0.05程度になると滑る計算になりますが…)
推測とはなりますが、台形ねじを2軸使用することによるバックラッシ分の左右差によって、負荷がかかった際に通常よりも大きな振動(衝撃)が発生し、セルフロックが効かなかったのではないかと考えています。