Шарико-винтовая передача движения

Для передачи усилия и движения используют очень разные шарико-винтовые передачи. Самое большое распространение обрела шарико-винтовая передача. Она обеспечивает линейное передвижение привода, которое видоизменяет вращение в поступательное движение. Среди свойств данного процесса можно подчеркнуть очень небольшое трение, так как оно приводит к изнашиванию материала и большому снижению КПД, нагреву трущихся компонентов. Рассмотрим характерности данного процесса детальнее.

Практичное назначение и устройство

Как раньше было отмечено, шарико-винтовая пара используется для передачи усилия и изменения вращения в поступательное движение. Устройство отличается наличием определенных компонентов:

1. Стержень с винтовыми канавками.
2. Гайка с подходящей резьбой и размером.

Самое большое распространение получили варианты выполнения, характеризующиеся резьбой с полукруглым профилем. Шариковые винтообразные пары наиболее просты в применении, что определяет их надежность и большой эксплуатационный период.

Устройство шарико-винтовой передачи

Рабочий принцип

Винтовая пара отличается самый что ни есть простой конструкцией, которая работает так

1. На момент вращения гайки шарики перекатываются по созданным каналам.
2. Шарики способны поступательно перемещать гайку, выталкивая из резьбы. Есть при этом перепускной канал, за счёт которого происходит возращение шариков в начальное положение.
3. Перемещение шарика выполняется по замкнутому контуру, находящимся внутри гайки.
4. Самое большое распространение получили варианты выполнения шарико винтообразные передач, в которых канал возврата соединяется два соседних витка.

Встречаются самые разные варианты выполнения рассматриваемой конструкции. Они подбираются в зависимости от эксплуатационных условий и назначения. Примером можно назвать то, что в станкостроительстве применяется шариковая винтовая передача с трехконтурной гайкой. Для этого создается специализированный вкладыш, для которого создается окно овальной формы. Для уменьшения трения и увеличения критерия КПД используются сразу три вкладыша, размещаемые под угол 120 градусов по отношению друг к другу.

Быстроходные или скоростные ШВП

Современные станки и другое оборудование отличается большой производительностью и многофункциональностью в использовании. В основном, усилие создается двигателем, который совершает круговое движение. Для того чтобы изменить вращение в возвратно поступательное движение применяется винтовая передача. Простое комбинирование винта и гайки отличается менее большим коэффициентом полезного действия, чем новые скоростные конструкции.

Быстроходная шариковая винтовая передача отличается следующими характерностями:

1. Во время изготовления используется материал, который отличается большой устойчивостью к износу. Чрезмерно большой износ приводит к потери точности.
2. Специализированная шарико винтовая передача обеспечивает быстрое перемещение гайки.

Очень часто скоростные ШВП ставятся на станки с программным обеспечением. За счёт их использования обеспечивается быстрое перемещение исполнительных органов.

Классификация

Во время изготовления шарико винтовой передачи используют очень разные технологии. В зависимости от их свойств выделяют такие варианты конструкций:

1. 1. Катанные получаются при использовании метода холодной катки. В основном, аналогичная технология отличается небольшими расходами при ее использовании. Благодаря этому соотношение качества и стоимости максимально высокое, то точность приобретаемых изделий невысокая.
   2. Шлифованные – прецизионные изделия, которые после нарезания резьбы и закалки подвержены шлифованию. Благодаря этому обеспечивается большая степень гладкости. Большинство изделий из данной группы отличается очень высокой точностью. Впрочем, процесс закалки и шлифовки определяет значительное увеличение стоимости изделия.

Виды шарико-винтовой передачи

Провести классификацию также можно по особенностям конструкции:

1. Во время изготовления типовой шарико винтовой пары используются нормы DIN .
2. Прецизионные получают путем использования технологии шлифования. Конструкция состоит из одной или 2-ух гаек, которые заранее натягивают.
3. Бывают варианты выполнения, полученные шлифованием, с сепаратором. Аналогичная конструкция отличается наличием конструкции, благодаря которой обеспечивается возврат шариков в первое положение.
4. Шарико винтовая передача с вращающейся гайкой имеет встроенный подшипник, который обеспечивает точное перемещение подвижного элемента.
5. В рассматриваемую категорию также включается шлицевой вал с втулками шарикового типа. Аналогичная шарико винтовая конструкция отличается компактностью и легкостью монтажа.
6. Вариант выполнения консольного типа. Используется в случае, когда потребуется небольшая передача.

Аналогичная классификация принимается во внимание при подборе необходимой конструкции.

Технические свойства ШВП

При подборе шарико-винтовой передачи берутся во внимание ее главные характеристики. В основном, они такие:

1. Протяженность стержня. Характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ отличаются самой большой длиной около 2-х метров. Связывают это с тем, что чрезмерно длинное изделие может изменить свои формы при точечном влиянии.
2. Линейное скоростное передвижение – главный признак, который необходимо учесть.
3. Диаметр и шаг винта также можно назвать важными критериями. Непосредственно они формируют то, какая нагрузка может оказываться.
4. Точность изделия, которая варьирует в границе от С1 до С10.

Технические свойства ШВП

Можно повстречать также табличную информацию, которая используется для определения ключевых параметров.

Установка передачи

Выбор ШВП можно провести в процессе разбора конструкции и эскизного проектирования. Перед монтажем винтореечной шариковой передачи делаются расчёты:

1. Величины хода стола.
2. Нужное усилие, которое обязано быть на винте.
3. Подбирается наиболее подходит длина винта.
4. Точность определяет, необходимо ли проводить установку шарико винтовой передачи, полученного путем шлифования или холодного проката.
5. Определяются особенности конструкции гайки: возврат шариков в начальное положение, необходим ли подшипник, какой должна быть гайка. Примером можно назвать то, что конструкция с одинарной гайкой обходится значительно дешевле, но вариант выполнения со сдвоенной более устойчивый к износу.
6. Уточняется, должен ли надежно фиксироваться свободный конец.
7. Устанавливается то, как шарико винтовая передача соединяется с корпусом.

Шарико-винтовая передача перед монтажем

После выбора оптимального варианта выполнения шарико-винтовой передачи проходит ее установка. Крепление может проходит при использовании винтов и заклепок или путем сварки.

Область использования

Главные характеристики формируют большое распространение ШВП. Примером можно разные узлы автомобилей и станки. Более наглядным использованием ШВП можно назвать приведенные ниже ситуации:

1. Изготовление привода станков ЧПУ. Современные варианты выполнения обладают несколькими линейными приводами. Примером можно назвать случай, когда станок Tornos имеет 14 управляемых осей.
2. КАМАЗ и некоторые прочие производители машин используют аналогичную планку во время изготовления рулевого механизма. Благодаря этому упрощается процесс изменения положения тяжёлых колес, которые отягощены грязью.
3. При изготовлении принтера и прочего типографического оборудования ставится аналогичная планка.

Шарико-винтовая передача на станке с ЧПУ

Как раньше было отмечено, в качестве основополагающего источника усилия ставится мотор. Вращение превращается планкой в возвратно-поступательное движение, которое очень популярно.

Преимущества ШВП перед другими видами передач

Положительных качеств у ШВП очень много. Аналогичная конструкция отличается следующими плюсами:

1. Невысокий показатель трения, который достигается благодаря использованию шариков.
2. Очень высокое значение КПД. Если сопоставлять прочие аналоги, которые могут передавать поступательное движение, то они значительно уступают. У большинства вариантов выполнения ШВП имеет критерий КПД на уровне 90%.
3. Скольжение отсутствует из-за причины использования канавок с шариками. Благодаря этому также значительно увеличивается продолжительность эксплуатации.
4. Легкость эксплуатации и ремонта. Если понадобится можно быстро добавить масло в территорию хода винта. Смазывающее вещество одинаково делится по поверхности, благодаря чему увеличивается срок эксплуатации.
5. Большая скорость перемещения, которую можно достичь благодаря применению специализированных вариантов выполнения ШВП.
6. Сниженное условие к приводу по параметру мощности. Это связано с невысоким сопротивлением хода винта.

Но существует и несколько серьёзных недостатков, которые должны предусматриваться при подборе привода. Примером можно назвать большую вероятность обратного хода во время установки винта под большим углом или вертикально. Такой недостаток связывают с тем, что трение небольшое.

Рассматриваемую шарико-винтовую передачу не стоит применять при разработке ручных подач. По мимо этого, отрицательным аргументом можно назвать большую цену изделия, так как оно имеет несколько точных компонентов. Для обеспечения невысокой степени износа поверхность подвергается закалке, благодаря чему цена изделия также увеличивается.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.