Przekładnia śrubowa należy do kategorii mechanicznej. Głównym celem tej operacji jest zamiana ruchu obrotowego na translacyjny lub odwrotnie. Ten rodzaj przekładni składa się tylko z dwóch elementów - śruby i nakrętki.
Opis urządzenia
Jak już wspomniano, mechanizm napędu śrubowego służy do konwersji ruchu. Najczęstszymi przykładami zastosowania tego systemu były takie urządzenia jak podnośniki, prasy, maszyny do cięcia metalu, walcarki, urządzenia do podnoszenia itp. Warto również zauważyć, że są to wszystkie przykłady zamiany ruchu obrotowego na translacyjny. Ale w odwrotnej procedurze to urządzenie jest używane bardzo rzadko. Na przykład mechanizm przesuwania filmu kamery działa na odwrotnej zasadzie konwersji ruchu.
Istnieje kilka zalet tego systemu: cicha praca, płynne włączanie, prosta konstrukcja, można uzyskać dużą siłę.
Jednak jest też szereg wad: dość często śrubowa przekładnia się zacina, a jej sprawność, czyli sprawność, jest niska.
Urządzenie igatunek
Obecnie istnieją dwie główne jednostki systemu. Pierwszy typ zawiera stałą nakrętkę i ruchomą śrubę, a drugi typ ma ruchomą nakrętkę i stałą śrubę. Pierwsza kategoria urządzeń obejmuje podnośnik śrubowy, a druga grupa stosowana jest np. w śrubach pociągowych obrabiarek i innych urządzeń.
Istnieje również kilka rodzajów kół zębatych śrubowych:
- System przesuwny.
- System toczenia charakteryzujący się tym, że nakrętka posiada rowki, w których umieszczane są kulki.
- Przekładnie planetarne, które są uważane za całkiem obiecujące, ponieważ wyróżniają się wysoką dokładnością i sztywnością.
- Transmisja typu fala, wyróżnia się raczej małymi ruchami translacyjnymi.
- Hydrostatyczna przekładnia śrubowa charakteryzująca się niskim tarciem, niskim zużyciem i dość wysoką dokładnością.
Rzeźba i obliczenia
Poza tym istnieje kilka rodzajów systemu, istnieje również kilka rodzajów gwintów do nakrętek i śrub. Jeśli konieczne jest zapewnienie jak najmniejszego tarcia między częściami, stosuje się widok prostokątny. Jednak bardzo ważne jest tutaj, aby zauważyć, że możliwości produkcyjne tego typu połączenia są raczej niskie. Innymi słowy, na frezarce do gwintów nie da się wyciąć takiej nici. Jeśli porównamy wytrzymałość gwintów prostokątnych i trapezowych, to ten pierwszy znacznie traci. Z tego powodu dystrybucja i zastosowanie gwintów prostokątnych w napędach śrubowych jest poważnie ograniczone.
Z tych powodów głównym typem, który jest używany do urządzenia śrub transmisyjnych, stał się gwint trapezowy. Ten typ ma trzy rodzaje kroków - mały, średni, duży. Najpopularniejszy jest system średniej wysokości dźwięku.
Obliczanie przekładni śrubowej sprowadza się do obliczenia przełożenia. Wzór wygląda tak: U=C/L=pd/pK. C to obwód, L to skok śruby, p to skok śruby, K to liczba obrotów śruby.
Śruba kulowa (BSC)
Śruba kulowa - to jedna z odmian napędu liniowego, która służy również do zamiany ruchu obrotowego na translacyjny. Jest tu jednak różnica, która polega na tym, że ten typ systemu charakteryzuje się bardzo małym tarciem.
Rolę śruby w takich układach spełnia wał, który jest zwykle wykonany z bardzo wytrzymałej stali. Na swojej powierzchni urządzenie to posiada bieżnie o specyficznym kształcie. To takie urządzenie, które jest w stanie wchodzić w interakcje z nakrętką. Jednak ich praca nie odbywa się bezpośrednio, jak ma to miejsce w konwencjonalnej przekładni śrubowej, ale poprzez małe kulki. Wykorzystuje zasadę tarcia tocznego.
Ta zasada interakcji zapewnia bardzo wysoki współczynnik wydajności (COP), a także wysoką charakterystykę przeciążeniową.
Zastosowanie i rozwój śrub kulowych
Śruba kulowa jest najczęściej używana w przemyśle, takim jak produkcja samolotów, w nauce rakietowej do poruszania steramipowierzchni w pojazdach. Najszerszy zakres zastosowania takiego systemu można zaobserwować w inżynierii precyzyjnej, w szczególności w maszynach CNC.
Historia tej śruby jest dość niezwykła, ponieważ pierwsza najdokładniejsza śruba kulowa została uzyskana przy użyciu mało precyzyjnej śruby konwencjonalnej. Urządzenie miało następujący wygląd: na śrubę zamontowano niewielką strukturę kilku nakrętek, napinanych sprężyną, po czym była ona docierana na całej długości.
Możliwe stało się uśrednienie błędów skoku zarówno śruby, jak i nakrętki, przesuwając elementy wzdłuż podstawy, a także zmieniając kierunek naciągu.
Korzystanie ze śrub kulowych
Aby osiągnąć długą żywotność śruby kulowej, konieczne jest przestrzeganie zasad działania tego systemu. Aby mógł utrzymać wszystkie swoje wskaźniki na odpowiednim poziomie, w tym dokładność, bardzo ważne jest monitorowanie czystości przestrzeni roboczej urządzenia. Para robocza nie może być narażona na cząstki ścierne, takie jak kurz, wióry itp.
Najczęściej takie problemy rozwiązuje się instalując na śrubie z nakrętką karbowaną ochronę wykonaną z gumy lub materiałów polimerowych. To całkowicie eliminuje możliwość zanieczyszczenia. Jeśli system działa w trybie otwartym, problem ten można rozwiązać w inny sposób. W takich przypadkach instalowana jest sprężarka, która pod wysokim ciśnieniem dostarcza oczyszczone powietrze do pary roboczej.
PonieważPonieważ system działa na zasadzie tarcia tocznego, możliwe staje się wstępne obciążenie, co pozwala usunąć niepotrzebny luz na przełożeniu. Luz to luka, która tworzy się między ruchem obrotowym i translacyjnym w momencie, gdy zmienia swój kierunek.
Jakość transmisji
Jak każdy inny system, ten ma swoje wady i zalety.
Wadą urządzenia jest to, że istnieje szansa na odwrotną transmisję, jeśli kąt działania śruby kulowej jest zbyt duży. Dzieje się tak, ponieważ tarcie jest zbyt małe, aby nakrętka nie blokowała się podczas podnoszenia. Przenosi siłę liniową na moment obrotowy. Ponadto nie zaleca się stosowania takich systemów transmisji na urządzeniach przenośnych.
Zaletą jest to, że niski procent tarcia powoduje niskie rozpraszanie, co z kolei znacznie zwiększa wydajność całego systemu. Zgodnie z tym wskaźnikiem śruba kulowa jest lepsza od jakiegokolwiek innego analogu przekładni, która jest zaangażowana w przekształcanie ruchu obrotowego w translacyjny. Maksymalna wydajność dla najpopularniejszych śrub kulowych przekracza 90%. Dla porównania załóżmy, że najbliższe koła zębate metryczne lub śrubowe mają maksymalną wydajność 50%.
Ponieważ praktycznie nie ma poślizgu w śrubie kulowej, ma to pozytywny wpływ na wydłużenie żywotności śruby kulowej i na ekonomię, ponieważ czas przestoju na naprawy, smarowanie lub wymianę części jest znacznie skrócony. Dlatego te urządzenia są najbardziejopłacalny.
Produkcja i dokładność
Najbardziej precyzyjne śruby kulowe można uzyskać tylko poprzez szlifowanie materiału. Jest inny sposób na zdobycie śruby - to radełkowanie. Koszt będzie znacznie niższy niż szlifowanie, ale błąd produktu wyniesie około 50 mikronów na skok 300 mm. Zauważ, że najbardziej precyzyjne szlifowane części charakteryzują się błędem 1-3 mikronów na 300 mm, a niektóre nawet mniejszym. Aby uzyskać półfabrykat na przyszłą śrubę, materiał musi zostać poddany obróbce zgrubnej, po której jest utwardzany i szlifowany do wymaganego stanu.
Widok instrumentalny śruby kulowej ma najczęściej dokładność do 250 nm na centymetr. Aby wykonać takie produkty, konieczne jest przejście przez proces mielenia i szlifowania. Konieczne jest wykonywanie tych operacji na bardzo precyzyjnym sprzęcie. Surowcem na takie śruby są stopy inwaru lub inwaru.
