Шарико-винтовая передача (ШВП)

Разные приводы могут использоваться для передачи усилия от источника к исполнительному элементу. Довольно обширное распространение получил линейный вид конструкции, который может преобразовывать вращение в возвратно-поступательное движение. Характерная черта аналогичного варианта выполнения – маленькой трение на момент передачи момента. Конструкция предоставлена валом со неординарной формой беговых дорожек, которые выступают в качестве направляющей для передачи усилия. Рассмотрим подробности данного устройства детальнее.

Область использования шарико-винтовых пар

Сегодня рассматриваемое устройство отличается очень большой сферой использования. Чаше всего шарико-винтовая передача монтируется в приведенных ниже случаях:

1. В самолетостроении.
2. В ракетостроении.
3. Автомобилях.
4. При разработке иных механизмов, когда необходимо провести переустройство вращения в линейное перемещение.

Во многих случаях шарико-винтовая передача необходима для смещения рулевой планки. При этом в качестве привода используют разные источники, например, электро двигатель. Сегодня ШВП часто ставятся в станках ЧПУ, которые отличаются большой точностью. Все детали могут точно позиционироваться по отношению друг к другу благодаря такому элементу.

История ШВП

Ставится аналогичная конструкция в течении долгого периода. В большинстве случаев считают, что первая шарико-винтовая передача была сделана из обыкновенного винта, на котором были зафиксированы несколько гаек. Последующее совершенствованием конструкции проводилось так:

1. Перераспределение гайки.
2. Смена направления натяга.
3. Снижение неточности шага.

При изготовлении важных элементов используют материалы, характеризующие большой стойкостью к механическому и иному действию. Собственно поэтому механизм стал ставиться чаще, чем до недавнего времени.

Использование ШВП

Исключительно при адекватной эксплуатации устройства можно обеспечить его продолжительную службу. Примером можно назвать чистоту поверхности для работы, защите пространства для работы от влияния внешней среды. Рекомендуется вычеркивать вероятность попадания на поверхность абразивных компонентов и стружки, а еще пыли.

Решить массу проблем можно путем установки гофрированной защиты, которая делается из резинового материала, полимерного материала или кожи. Их установка дает возможность исключить вероятность попадания загрязняющих компонентов в территорию контакта.

Еще 1 метод состоит в установке компрессорной установки. Она подает отфильтрованный воздух под давлением, благодаря чему происходит очищение поверхности от грязи. Иными характерностями назовем следующее:

1. Шарико-винтовая передача имеет конкретный преднатяг, за счёт которого исключается вероятность возникновения люфта.
2. Отсутствие люфта в большинстве случаев определяет вероятность установки устройства в станках с числовым программным управлением и другом оборудовании, которое обязано работать очень точно.

При подборе самого оптимального привода берутся во внимание эксплуатационного условия. Шарико-винтовая передача служит значительно дольше при обильном добавлении вещества для смазки, так как на момент эксплуатации появляется трение. Очень сильное трение оказывается основой высокого износа и теплового расширения металла.

Минусы шарико-винтовых передач

У рассматриваемого типа привода также существует несколько серьёзных недостатков, которые должны предусматриваться. Пара винтовой передачи ШВП отличается следующими минусами:

1. В зависимости от угла установки важного элемента есть вероятность обратного хода шарико-винтовой передачи.
2. Небольшое трение гайки не блокирует ее при обратном ходе. Иначе говоря она может свободного ходить по винту, по этому предусматривается наличие стопорного элемента.

Рассматриваемое устройство не рекомендуется ставиться в случае ручной подачи. По мимо этого, необходимо помнить о большой цены изделия. Собственно поэтому в машиностроительной и другой промышленности часто используют более дешевые варианты выполнения, которые намного просты в изготовлении и могут прослужить в течение долгого периода.

Преимущества шарико-винтовых передач

Есть очень большое количество положительных качеств, которыми можно обозначить рассматриваемый привод. Наиболее значимыми назовем такие:

1. Невысокий показатель трения можно назвать важным плюсом шарико-винтовой передачи. Данный показатель достигается благодаря использованию особенного материала, а еще добавки вещества для смазки в территорию контакта.
2. Высокое значение КПД также считается наиболее главным преимуществом, по которому шарико-винтовая передача обходит иные конструкции. Примером можно назвать то, что во многих случаях критерий составляет 90%, у метрических ходовых винтов он всего 50%.
3. Отсутствие скольжения значительно увеличивает рабочий ресурс шарико-винтового устройства. Такое явление оказывается основой сильного трения, который увеличивает износ и увеличивает температуру конструкции.
4. Сделать ремонт и обслуживание можно лично, для этого не понадобится особенное оборудование. Благодаря этому уменьшается простой оборудования при проведении ремонта, а еще выполнении периодической смазки.
5. Очень большая скорость ходового винта значительно расширяет область использования конструкции.
6. Более невысокие требования к мощности электропривода винта.

Все вышеприведенные преимущества формируют то, что многие не уделяют внимание стоимости и проводят установку конструкции. При подборе уделяют внимание типу используемого материала во время изготовления, точности и многим иным моментам.

Производство винтов ШВП

Большая точность позиционирования 2-ух компонентов, присутствующих в паре, определяет появление значительных проблем с их изготовлением. Радиальный просвет между винтом будет причиной возникновения люфта. Анализируя изготовление отметим приведенные ниже моменты:

1. Самое точное шарико-винтовое устройство происходит путем шлифования. Поверхность таким образом обрабатывается исключительно при использовании особенного оборудования.
2. В большинстве случаев производство винта проходит при использовании технологии наката. Такой способ выполнения винта отличается намного меньшей ценой, но точность очень большая.

В сети интернет и прочих источниках можно повстречать требуемые схемы для производства рассматриваемой пары. При этом чертеж делается с учетом установленных параметров. Сложность производственного процесса определяет то, что необходимо уделять внимание исключительно продукции популярных компаний.

Точность ШВП

Во многих случаях шарико-винтовая передача ставится из-за причины большой точности позиционирования двоих компонентов. Рабочий принцип отличается следующими характерностями:

1. Во многих случаях погрешность составляет 1-3 микрона на 300 мм хода. По мимо этого, можно повстречать шарико-винтовые устройства с более большой точностью позиционирования индивидуальных элементов.
2. Заготовка для получения винта выходит при использовании технологии обработки механическим способом. Примером можно назвать применение токарного станка ЧПУ, так как он дает возможность получить размеры очень точно.
3. После получения необходимой формы проходит закалка и шлифовка поверхности. Первый тех. процесс дает возможность значительно повысить твердость поверхности, второй достичь большой точности размеров.

Принципиальным моментом назовем то, что температурная обработка оказывается основой важного изменения главных качеств материала. Собственно поэтому завершальная обработка во многих случаях представлена шлифованием.

Довольно обширное распространение сегодня обрела технология Hard-whirling. Это технология металлообработки учитывает самый маленький нагрев заготовки, благодаря чему значительно увеличивается точность обработки. Во многих случаях точность обработки составляет 250 Нм на один сантиметр.

Также может использоваться технология фрезеровки и шлифовки на сверхточном оборудовании. Подобное оборудование применяется при получении зеркал и линз. Во многих случаях заготовка предоставлена инварными сплавами, благодаря чему значительно уменьшается погрешность при изготовлении.

Системы рециркуляции шариков

Важным конструктивным элементом можно назвать систему рециркуляции шариков. Она отличается следующими характерностями:

1. Шарики меняют собственное положение в каналах резьбы гайки и специализированных дорожках для бега винта. При этом они отличаются верными размерами. Во время изготовления шариков применяется сталь с большим уровнем стойкости к износу. В другом случае может возникнет люфт, который плохо проявится на эксплуатационных качествах шарико-винтовой передачи.
2. Если не применять специализированную систему, то в конце хода шарики просто бы выбегали из конструкции наружу. Собственно поэтому при разработке конструкции постоянно применяются системы возврата.
3. Внешняя система представлена железной трубкой, которая соединяет входное и отверстие для выхода. Система внутреннего типа предоставлена каналами, нарезаемыми вблизи винта.

В наши дни обширное распространение получил вариант выполнения, при котором движение шариков закольцовано. Благодаря этому обеспечиваются самые лучшие условия эксплуатации устройства.

Характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ

Как раньше было отмечено, очень часто рассматриваемый привод используется для обеспечения хорошей работы станка ЧПУ. Ключевыми свойствами можно назвать такие моменты:

1. Протяженность ходового стержня. Как говорит практика, во многих случаях достаточно стержня длиной около 2-х метров. Очень нежелательно проводить установку варианта выполнения с большой длиной, так как оказываемая нагрузка будет причиной деформации и снижения ключевых рабочих свойств.
2. Линейное скоростное передвижение. При изготовлении станков с числовым программным управлением уделяют внимание тому, чтобы важные элементы перемещались с большой скоростью. Благодаря этому значительно увеличивается КПД и скорость обработки, а еще становится шире область использования устройства.
3. Наиболее основными параметрами можно назвать диаметр и шаг винта. Конкретно данные характеристики формируют то, какая нагрузка может оказываться на устройство.
4. При изготовлении довольно достаточно внимания уделяют точности. Данный показатель может варьировать в диапазоне от С1 до С10.

Мотор может передавать вращение напрямую или через предохранительные детали, например, специализированные муфты. Они дают возможность значительно уменьшить вероятность возникновения недостатков.

Установка ШВП на станок с числовым программным управлением

Станки с блоком числового программного управления получили очень большое распространение. Выбор проходит на момент разбора конструкции и проектирования. Перед непосредственной установкой проходит следующий расчет:

1. Нужное усилие, передающееся на винт. Главные узлы станка могут воспринимать разную нагрузку. Если винт не будет рассчитывается на это, другими словами вероятность деформации, а еще срезания витков и возникновения иных недостатков. Собственно поэтому проводятся подробные расчеты для определения того, какую нагрузку должна воспринимать шаприко-винтовая передача.
2. Величина хода стола. Во многих случаях рассматриваемая шарико-винтовая передача ставится для обеспечения продольного или поперечного хода стола фрезерного оборудования, а еще иных узлов.
3. Устанавливается наиболее подходит длина винта. Как раньше было отмечено, критерий более 2-х метров будет причиной искревления и возникновения иных недостатков при долгой эксплуатации устройства.
4. Требуемая точность может зависеть от довольно различных критериев. Для станков ЧПУ требуется механизм с очень большим коэффициентом точности, так как она уменьшается от привода к зоне обработки.
5. Определяются требуемые особенности конструкции гайки. В данном случае устанавливается цена устройства и некоторые прочие моменты.
6. Уточняется тот фактор, должен ли свободный конец фиксироваться на момент эксплуатации.
7. Устанавливается то, как проходит крепление шарико-винтовой передачи к корпусу. Исключительно при большой жесткости конструкции обеспечивается требуемая точность позиционирования всех компонентов конструкции.

Выполнить установку рассматриваемого устройства может исключительно мастер, обладающий подобающей подготовкой. Это связано с важностью точностью позиционирования шарико-винтовой передачи.

Напоследок напомним, что в продаже встречается просто большое количество способов выполнения такого приспособления. Не все они используются из-за разного критерия точности позиционирования важных элементов.

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