Шарико-винтовые передачи ШВП
Шариковая винтовая передача – это разновидность передачи винт-гайка качения
Состоит из ходового винта, гайки с интегрированными шариками и механизмом возврата шариков.
ШВП чаще всего используются в прецизионном и промышленном оборудовании.
Необходимы для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот. Высокая точность и высокий КПД
| № | Наименование ШВП | Типоразмер | L резьбы | Модель станка | Цена с НДС,руб | ||
| диаметр | Шаг резбы | L общая | |||||
| 1 | 16Б16Т1.11.000 | 50 | 10 | 1500 | 1000 | 16Б16Т1 | 32 100 |
| 2 | 16Б16Т1.33.000 | 32 | 5 | 550 | 317 | 16Б16Т1 | 10 300 |
| 3 | 1716ПФ3.030.010 | 50 | 10 | 1283 | 1000 | 1710ПФ3 | договорная |
| 4 | 1716ПФЗ.034.010 | 40 | 5 | 533 | 372 | 1716ПФЗ | договорная |
| 5 | 16К20Т1.153.000.000.01 | 40 | 5 | 750 | 425 | 16К20Т1.02 | 10 000 |
| 6 | 16К20Т1.154.010.000 | 63 | 10 | 1786 | 1180 | 16К20Т1.0216К20ФЗ.С32 | 34 400 |
| 7 | 16К20Т1.154.000.000 | 63 | 10 | 1786 | 1180 | 35 400 | |
| 8 | 16К20Т1.159.000.000 | 63 | 10 | 1727 | 1192 | 36 400 | |
| 9 | 16К20Т1.158.010.000 | 40 | 5 | 622 | 407 | 16А20ФЗ.С3216А20ФЗ.С39 | 15 610 |
| 10 | 16К20Т1. 159.020.000 | 63 | 10 | 1727 | 1192 | 16А20ФЗ.С3216А20ФЗ.С39 | 37 400 |
| 11 | 30.06.600 | 32 | 5 | 365 | 225 | 1В340ФЗ | 10 000 |
| 12 | 1325ФЗ. 220.600А | 50 | 10 | 760 | 490 | 1В340ФЗ | 27 000 |
| 13 | 52.02. 20.600БА | 50 | 10 | 1580 | 1200 | 1П42ОПФ3 | договорная |
| 14 | 52.02. 30.600А | 40 | 10 | 710 | 500 | 1П42ОПФЗ | договорная |
| 15 | 1П426ФЗ. 02.26.010 | 50 | 5 | 840 | 480 | 1П426ФЗ | 14 600 |
| 16 | 1П426Ф3.03.65.010 | 63 | 10 | 1390 | 680 | 1П426ФЗ | 21 200 |
| 17 | СВ141П.11.000 | 50 | 10 | 780 | 470 | СВ141П | 16 800 |
| 18 | СВ141П.33.000 | 50 | 5 | 465 | 255 | СВ141П | 9 900 |
| 19 | 2С132ПМФ2 | 50 | 5 | 1147 | 830 | 2Р135Ф2 | договорная |
| 20 | 24К40АФ4.10.11.000 | 50 | 10 | 1030 | 820 | 24К40АФ4 | 45 200 |
| 21 | 2С132ПМФ2.36.000 | 50 | 10 | 877 | 592 | 2С132ПМФ2 | 20 507 |
| 22 | 2С132ПМФ2.39.000 | 5 | 1207 | 830 | 2С132ПМФ2 | 25 340 | |
| 23 | 21105.30.21.010 | 50 | 5 | 1330 | 1074 | 2С132ПМФ2 | договорная |
| 24 | 2С150ПМФ4.27.010 | 50 | 10 | 1410 | 1039 | СС2ВПМФ42С150пМФ4 | 26 900 |
| 25 | 2С150ПМФ4.27.040 | 50 | 10 | 1476 | 1164 | СС2ВПМФ42С150пМФ4 | 33 500 |
| 26 | 2С150ПМФ4.39.020 | 50 | 10 | 1 168 | 804 | СС2ВПМФ42С150пМФ4 | 22 600 |
| 27 | ЗД756.303.000 | 8 | 10 | 790 | 605 | 28 800 | |
| 28 | ЗЕ756.305.000 | 80 | 10 | 840 | 655 | 5Е756Ф | 26 200 |
| 29 | ЗЛ722В.162.000 | 40 | 5 | 770 | 620 | ЗЛ722В ЗЛ741В | 17 600 |
| 30 | ЗЛ722В.323.000 | 50 | 5 | 870 | 625 | ЗЛ722В ЗЛ741В | 17 200 |
| 31 | ЛШМ1.Ф3.001.333.010 | 63 | 10 | 845 | 655 | ЛШМ | договорная |
| 32 | ЛШМ1.Ф3.001.503.030 | 80 | 5 | 435 | 275 | ЛШМ | договорная |
| 33 | 4Л721.Ф1.15.120 | 25 | 5 | 350 | 238 | 4Л721Ф1 | договорная |
| 34 | 4Л721.Ф1.15.120.01 | 25 | 5 | 455 | 345 | 4Л721Ф1 | договорная |
| 35 | 4Л721.Ф1.20.220 | 25 | 5 | 492 | 335 | 4Л721Ф1 | договорная |
| 36 | 500МФ4.308.003 | 63 | 10 | 1167 | 858 | ИР500ПМФ4 | 25 000 |
| 37 | 500МФ4.407.003 | 63 | 10 | 1342 | 1025 | ИР500ПМФ4 | 30 700 |
| 38 | 500МФ4.107.003 | 80 | 10 | 1478 | 1150 | ИР500ПМФ4 | 35 300 |
| 39 | 800МФ4.308.003 | 63 | 10 | 1372 | 1063 | ИР800ПМФ4 | договорная |
| 40 | 800МФ4.402.003 | 63 | 10 | 1677 | 1307 | ИР800ПМФ4 | 40 000 |
| 41 | 6Т13Ф3-1.300.001 | 50 | 10 | 980 | 520 | ГФ21716Т13Ф3 | 15 300 |
| 42 | 6Т13Ф3-1.600.001 | 63 | 10 | 1082 | 630 | ГФ21716Т13Ф3 | 20 300 |
| 43 | 6Т13Ф3-1.700.001 | 63 | 10 | 1555 | 1224 | ГФ21716Т13Ф3 | 36 800 |
| 44 | 6Р13Ф3-37.61.001 | 63 | 10 | 1072 | 600 | ГФ2171СЗ | 18 900 |
| 45 | 6Р13Ф3-01.38.001 | 50 | 5 | 835 | 430 | ГФ2171СЗ | 12 900 |
| 46 | 6Р13Ф3-70.001 | 63 | 10 | 1620 | 1204 | ГФ2171СЗ | 34 900 |
| 47 | 72019.010.08.100 | 40 | 6 | 738 | 280 | 6М13ГН-1 | 10 200 |
| 48 | 72019.010.05.150 | 50 | 8 | 1862 | 1204 | 6М13ГН-1 | 40 600 |
| 49 | 72019.010.05.200 | 50 | 5 | 854 | 241 | 6М13ГН-1 | 16 800 |
| 50 | 6Р13Ф3.37.180 | 50 | 5 | 854 | 241 | 20 400 |
Прецизионные катаные шарико-винтовые пары с цилиндрическим фланцем: SN / BN / PN
Особенности и преимущества
- Опционально: уменьшенный до 0,05…0,08 мм осевой зазор, в зависимости от размера (версия SN)
- Стандартный преднатяг от 7% до 8,5% динамической грузоподъемности, в зависимости от размера (версия PN)
- Стандартно: композитные рециркуляционные вставки
- Опционально: стальные рециркуляционные вставки
- Стандартная точность винта G5, G7 и G9
- Шлифовка наружной поверхности гайки и опорной поверхности фланца
- Прецизионная шлифовка внутренней резьбы гайки
- Отверстие для подключения автоматического лубрикатора SKF SYSTEM 24
- Опционально: защитное покрытие винта и гайки
- Опционально: защитные кольца (по заказу)
- Опционально: скребки
- Опционально: подшипниковые опоры
- Компактная гайка со встроенным фланцем для легкой интеграции
- Хорошо подходят для позиционирования. Точность винта G5
- Опциональные стальные рециркуляционные вставки обеспечивают надежность при вертикальной установке или в сложных условиях (по заказу)
- Под заказ: устранение осевого зазора за счет шариков большего размера (обозначение BN)
- Цельная гайка с внутренним преднатягом для компактности и оптимальной жесткости (версия PN)
| Области применения
|
Особенности зубчатого механизма
Такие механизмы предназначены для того, чтобы передавать вращение от одного зубчатого колеса к другому, используя зацепление зубцов. У них относительно малые потери на трение по сравнению с фрикционами, поскольку плотный прижим колесной пары друг к другу не нужен.
Зубчатый механизм
Пара шестерен преобразует скорость вращения вала обратно пропорционально соотношению числа зубцов. Это соотношение называют передаточным числом. Так, колесо с пятью зубьями будет вращаться в 4 раза быстрее, чем состоящее с ним в зацеплении 20-зубое колесо. Крутящий момент в такой паре уменьшится также в 4 раза. Это свойство используют для создания редукторов, понижающих скорость вращения с возрастанием крутящего момента (или наоборот).
Если необходимо получить большое передаточное число, то одной пары шестерен может быть недостаточно: редуктор получится очень больших размеров. Тогда применяют несколько последовательных пар шестерен, каждую с относительно небольшим передаточным числом. Характерным примером такого вида является автомобильная коробка передач или механические часы.
Зубчатый механизм способен также изменять направление вращения приводного вала. Если оси лежат в одной плоскости — применяют конические шестерни, если в разных- то передачу червячного или планетарного вида.
Планетарный зубчатый механизм
Для реализации движение с определенным периодом на одной из шестерен оставляют один (или несколько) зубец. Тогда вторичный вал будет перемещаться на заданный угол только каждый полный оборот ведущего вала.
Если развернуть одну из шестерен на плоскость – получится зубчатая рейка. Такая пара может преобразовывать вращательное движение в прямолинейное.
Типы гаек ШВП
Шариковые гайки бывают:
- По методу создания резьбы – катанные и шлифованные. В 1 случае резьба наносится по методу холодной накатки, а во 2-м – по технологии нарезки и многоэтапной шлифовки. Шлифованные изделия обеспечивают более высокую точность позиционирования, но и цена у них выше.
- По типу конструкции – состоящие из 1-й или 2-х частей.
- С фланцем и без фланца.
- Подвижные и неподвижные – в зависимости от места крепления подвижного узла (на гайке или на винте).
- С шагом резьбы в диапазоне 1,5–50 мм. При большом шаге резьбы выше скорость, но ниже точность позиционирования, и есть риск самопроизвольного движения гайки.
- Разных классов точности – от С0 до С10, в зависимости от погрешности позиционирования гайки при ее движении вдоль винта (3,5–50 мкм).
- По назначению – транспортные и прецизионные, в зависимости от обеспечиваемой точности позиционирования. Транспортные модели используются в прессах, подъемниках и другом оборудовании, не требующем высокоточного позиционирования. В остальных случаях, включая медоборудование и станки с ЧПУ, используются винты и гайки ШВП прецизионного типа.
- В зависимости от рабочих условий – модели с зазором и с преднатягом. Для устранения зазора по оси, повышения жесткости и получения более точных перемещений ШВП с зазором собираются с предварительным натягом. Он реализуется использованием шариков увеличенного диаметра или установкой в общем корпусе 2-х гаек с дальнейшим осевым смещением и возможностью регулировки натяга.
- По типу передачи шариков – стандартные, нестандартные и высокоскоростные. В стандартных гайках происходит внутренняя передача шариков в гнезде или рессоре передачи. В нестандартных моделях реализована наружная передача шариков в перепускном канале. Для высокоскоростных гаек характерна особая конструкция торцевых крышек, и шарики перекатываются по продольному аксиальному отверстию.
- По размерам гайки ШВП бывают стандартной, миниатюрной и скоростной серии.
Обслуживание
Своевременное обслуживание любой техники в соответствии с рекомендациями ее производителя обеспечит ее нормальное функционирование, паспортную производительность и выработку планового ресурса.
Обслуживание разбивается на несколько видов
- текущее обслуживание;
- диагностика;
- планово-предупредительный ремонт;
- внеплановый ремонт;
- аварийный ремонт.
При условии проведения текущего обслуживания и планово-предупредительных ремонтов в соответствии с графиками удается значительно снизить риски выхода оборудования из строя.
Диагностика проводится с заданной периодичностью и призвана выявить негативные изменения в работе оборудования на ранней стадии и минимизировать потери времени и средств на внеплановые ремонты.
Обслуживание зубчатых передач заключается в их своевременной смазке.
Для ременных необходимо периодическое восстановление силы натяжения ремня.
Диагностика проводится как методом визуального осмотра, таки измерением температуры, уровня шума и вибрации, ультразвуковым и рентгеновским просвечиванием механизма без его разборки.
Обслуживание зубчатого механизма
Точность ШВП
Во многих случаях шарико-винтовая передача ставится из-за причины большой точности позиционирования двоих компонентов. Рабочий принцип отличается следующими характерностями:
- 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.
- 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.
- 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.
Критическая скорость вращения шарикового винта
Как и у любого торсионного вала, у шарикового винта есть критическая скорость, которая является гармоническим колебанием. Постоянное вращение шарикового винта в диапазоне критической скорости сократит период эксплуатации, и может повлиять на производительность машины. Критическая скорость является функциональной зависимостью диаметра, длины шарикового винта и конфигурации монтажа. Осевой зазор гайки не оказывает влияние на критическую скорость nk.
Операционная скорость не должна превышать 80% от критической скорости. Формула ниже для подсчета допустимой скорости nkzyl учитывает этот фактор безопасности 0,8.
,где Nk – критическая скорость (число оборотов в минуту) Nkzyl – рабочая скорость вращения (число оборотов в минуту) α – фактор безопасности (=0,8) E – модуль эластичности (E=2,06*105 Н/мм2) l – геометрический момент инерции (мм2) d2 – диаметр стержня шарикового винта (мм) γ – специфическая плотность материала (7,6*10 -5 Н/мм3) g – постоянная величина земной гравитации (9,8*10 3 мм/с2) А – поперечное сечение шарикового винта (мм2) lk – неподдерживаемая длина между двумя корпусами f – фактор коррекции по монтажу
| Плавающий – плавающий | λ=3.14 | f=9.7 |
| Жесткий — плавающий | λ=3.927 | f=15.1 |
| Жесткий — жесткий | λ=4.730 | f=21.9 |
| Жесткий — свободный | λ=1.875 | f=3.4 |
Максимально допустимая скорость шарикового винта ограничена.
Для гаек SC/DC d0*nkzyl≤120 000
Для гаек CI, SK, SU/DU, SE d0*nkzyl≤90 000 , где d0 — центральный диаметр шпинделя,мм
Пожалуйста, свяжитесь с нашими инженерами, если требуемая скорость превышает DN, или если шариковый винт используется на более высоких скоростях.
Шарико-винтовая передача. Расчет винтовой передачи
ЧПУ станок своими руками, чертежи простой бюджетной конструкции. Задача данной статьи – на примере, помочь желающим разобраться в построении механической части оборудования. Перед началом работ, составим
Техническое задание разрабатываемого станка:
1.
Точность при обработке деталей не более 100 (мкм).
2.
Скорость перемещения шпинделя по осям:
- холостой ход – 90 (см/мин)
- рабочий режим – до 45 (см/мин)
3.
Рабочая область механической обработки детали:
- по оси «Х» – 70 (см)
- по оси «Y» – 39 (см)
- по оси «Z» – 7 (см)
Хотя конструкция любительская, а несложные расчеты, все равно необходимо произвести.
Шаговый двигатель ДШИ-3-1.
В оптимальном режиме работы (полушаговом), двигатель совершает: 400 шагов за один оборот вала и 150 оборотов в минуту. Нетрудно рассчитать, на какое расстояние переместится рабочая фреза. Если шаг резьбы винта выбрать 3 (мм), то получим перемещение фрезы: за один шаг двигателя 3/400=7,5 (мкм); за одну минуту работы двигателя 3х150=45 (см).
Ходовой винт трансмиссии:
- диаметр винта 14 (мм)
- резьба прямоугольная
- резьбовой шаг 3 (мм)
- высота профиля резьбы 1,5 (мм)
Винт закреплен жестко с обеих сторон, с одной стороны вставлен в подшипниковый узел, с другой стороны насажен на вал шагового двигателя
Изготовления винта (не закалена резьбовая часть) из стали А40Г. Если резьбовую часть термически обработать и отшлифовать, подойдет сталь 40ХГ или 65Г.
Применим радиально упорный двухрядный подшипник серии 3056200 (открытый), или его аналог 3200-2rs (закрытый), который обеспечивает упор винта в двух направлениях вдоль оси. Натяг подшипника обеспечивается корончатой гайкой, с последующей ее фиксацией на валу, при помощи шплинта.
Ходовая регулируемая гайка.
Конструкция гайки позволяет регулировать зазор люфта в винтовой передаче. Материал для ее изготовления – бонза марок БрО10Ф1 или БрО6Ц6С3.
Корпус с подшипником скольжения.
Подшипники скольжения, изготовленные из бронзы марок БрО10-1, БрОЦС5-7-12 или БрОЦС6-6-3, имеют ряд положительных моментов:
- обладают малой массой и небольшими габаритными размерами
- хорошо работают на больших скоростях и при больших нагрузках
- бесшумны
- обладают хорошей демпфирующей способностью.
Они запрессовываются в алюминиевый корпус наглухо, с припуском по внутреннему диаметру. Длина втулки определяется по формуле: L = 0,8d
Зубчатый ремень и шкив.
Выбираем алюминиевый зубчатый шкив ременной передачи типа 5М-15 диаметром 23,87 (мм) и зубчатый замкнутый ремень с таким же профилем зуба типа 5М-15 длиной 1200 (мм). Находим межосевое расстояние между центрами шкивов по формуле:
l
– длина ремня d
– диаметр шкива
подставим значения ½ (1200 – 3,14 х 23,87) = 562,5 (мм)
Каретка «Х»
Состоит из двух частей, каждая из которых, имеет две опоры для направляющих, собранных на алюминиевом уголке 30х50х5 (мм) закрепленного на плите.
Каретка «Z»
Состоит из двух опор, скрепленных двумя направляющими, по которым движется кронштейн для шпинделя станка.
Ходовая часть в сборе.
На каретки установим трансмиссии. На зубчатые шкивы – зубчатый ремень.
Максимально закроем все движущие части станка защитными кожухами и получим вот такой вариант.
Как видим, собрать ЧПУ станок своими руками не так и сложно. Просто необходимо разработать чертежи, либо заказать готовые.
А теперь, посмотрим как это работает.
Дополнительно, можно ознакомиться с построением аналогичного самодельного станка.
Все о ШВП
Шариково-винтовая передача – разновидность линейного привода, трансформирующего вращательное движение в поступательное, которая обладает отличительной особенностью – крайне малым трением.
Вал (обычно стальной – из высокоуглеродистых видов стали) со специфической формы беговыми дорожками на поверхности выполняет роль высокоточного приводного винта, взаимодействующего с гайкой, но не напрямую, через трение скольжения, как в обычных передачах винт-гайка, а посредством шариков, через трение качения. Это обуславливает это высокие перегрузочные характеристики шарико-винтовой передачи и очень высокий КПД. Винт и гайка производятся в паре, подогнанными, с очень жесткими допусками, и могут быть использованы в оборудовании, где требуется очень высокая точность. Шариковая гайка обычно чуть более крупная, чем гайка скольжения – из-за расположенных в ней каналов рециркуляции шариков. Однако, это практически единственный момент, в котором ШВП уступает винтовым передачам трения скольжения.
Сфера применения шарико-винтовых пар
ШВП часто применяется в авиастроении и ракетостроении для перемещения рулевых поверхностей, а также в автомобилях, чтобы приводить в движение рулевую рейку от электромотора рулевого управления. Широчайший спектр приложений ШВП существует в прецизионном машиностроении, таком, как станки с ЧПУ, роботы, сборочные линии, установщики компонентов, а также – в механических прессах, термопластавтоматах и др.
История ШВП
Исторически, первый точный шариковый винт был произведен из достаточно малой точности обычного винта, на который была установлена конструкция из нескольких гаек, натянутых пружиной, а затем притерта по всей длине винта. Путем перераспределения гаек и смены направления натяга, погрешности шага винта и гайки могли быть усреднены. Затем, полученный шаг пары, определенный с высокой повторяемостью замерялся и фиксировался в качестве паспортного. Схожий процесс и в настоящее время периодически используется для производства ШВП.
Применение ШВП
Для того, чтобы шариковая пара отслужила весь свой расчетный срок с сохранением всех, в т.ч
точностных, параметров, необходимо уделить большое внимание чистоте и защите рабочего пространства, избегать попадания на пару пыли, стружки и прочих абразивных частиц. Обычно это решается путем установки гофрозащиты на пару, полимерной, резиновой или кожаной, что исключает попадание посторонних частиц в рабочую область
Другой метод состоит в использовании компрессора – подачи фильтрованного воздуха под давлением на винт, установленный открыто
Другой метод состоит в использовании компрессора – подачи фильтрованного воздуха под давлением на винт, установленный открыто
Шарико-винтовые передачи благодаря использованию трения качения могут иметь определенный преднатяг, который убирает люфт передачи – определенный “зазор” между вращательным и поступательным движением, который имеет место при смене направления вращения
Другой метод состоит в использовании компрессора – подачи фильтрованного воздуха под давлением на винт, установленный открыто. Шарико-винтовые передачи благодаря использованию трения качения могут иметь определенный преднатяг, который убирает люфт передачи – определенный “зазор” между вращательным и поступательным движением, который имеет место при смене направления вращения
Устранить люфт особенно важно в системах с программным управлением, поэтому ШВП с преднатягом используются в станках с ЧПУ особенно часто
Недостатки шарико-винтовых передач
В зависимости от угла подъема беговых дорожек, ШВП могут быть подвержены обратной передаче – малое трение приводит к тому, что гайка не блокируется, а передает линейное усилие в крутящий момент. ШВП обычно нежелательно использовать на ручных подачах. Высокая стоимость ШВП также фактор, который зачастую склоняет выбор машиностроителей в пользу более бюджетных передач.
Преимущества шарико-винтовых передач
Низкий коэффициент трения ШВП обуславливает низкую диссипацию и высокий КПД передачи – намного выше, чем у любых других аналогов. КПД самых распространенных шариковых пар может превышать 90% по сравнению с максимальными 50% для метрических и трапецеидальных ходовых винтов. Практические отсутствующее скольжение значительно увеличивает срок службы ШВП, что снижает простой оборудования при ремонте, замене и смазке частей. Все это в сочетании с некоторыми другими преимуществами, такими как более высокой достигаемой скоростью, сниженными требованиями к мощности электропривода винта, может быть существенным аргументом в пользу ШВП в противовес его высокой стоимости.
Системы рециркуляции шариков
Важным конструктивным элементом можно назвать систему рециркуляции шариков. Она отличается следующими характерностями:
- 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.
- 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.
- 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.
Функциональное предназначение и устройство
Вид профиля впадины винт-гайка: а) арочный контур б) радиусный контур
Цель рассматриваемого механизма состоит в том, чтобы преобразовать вращательное движение привода в прямолинейное перемещение рабочего объекта. Передача состоит из двух составных частей: ходового винта и гайки.
Винт изготавливается из высокопрочных сталей марок 8ХФ, 8ХФВД, ХВГ, подвергнутых индукционной закалке, или 20Х3МВФ с азотированием. Резьба выполнена в форме спиральной канавки полукруглого или треугольного сечения. В зависимости от условий работы винта профиль впадины может иметь несколько исполнений. Наиболее часто применяется арочный или радиусный контур.
Охватывающая деталь — гайка является составным узлом. Она имеет сложное устройство. Обычно представляет собой корпус, в котором расположены два вкладыша с такими же канавками, как и у ходового винта. Материал вкладных деталей: объемно закаливаемая сталь марки ХВГ, цементируемые стали 12ХН3А, 12Х2Н4А, 18ХГТ. Вставки устанавливают таким образом, чтобы после сборки обеспечить предварительный натяг в системе винт-гайка.
Внутри винтовых канавок размещаются закаленные стальные шарики, изготовленные из стали ШХ15, которые при работе передачи циркулируют по замкнутой траектории. Для этого внутри корпуса гайки имеются несколько обводных каналов, выполненных в виде трубок, соединяющих витки гайки. Длина их может быть различной, то есть шарики могут возвращаться через один, два витка, или в конце гайки. Наиболее распространенным является возврат на смежный виток (система DIN).
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:
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.
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.
Наиболее основными параметрами можно назвать диаметр и шаг винта. Конкретно данные характеристики формируют то, какая нагрузка может оказываться на устройство.
При изготовлении довольно достаточно внимания уделяют точности
Данный показатель может варьировать в диапазоне от С1 до С10.
Конкретно данные характеристики формируют то, какая нагрузка может оказываться на устройство.
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.
Системы возврата мяча
Циркулирующие шарики перемещаются внутри формы резьбы винта и гайки, а шарики рециркулируют через различные типы возвратных механизмов. Если бы у шариковой гайки не было возвратного механизма, шарики выпадали бы из конца шариковой гайки, когда достигли конца гайки. По этой причине было разработано несколько различных методов рециркуляции.
На внешней шариковой гайке используется штампованная трубка, которая захватывает шарики с дорожки качения с помощью небольшого пальца. Шарики перемещаются внутри трубы и затем возвращаются обратно в дорожку качения резьбы.
Внутренняя шариковая гайка с пуговицами имеет обработанный или литой возвратный механизм, который позволяет шарикам выходить из дорожки качения и перемещать одну резьбу, а затем снова входить в дорожку качения.
В шариковой гайке возврата торцевой крышки используется колпачок на конце шариковой гайки. Колпачок предназначен для захвата шариков из конца гайки и направления их в отверстия, просверленные поперек шариковой гайки. Дополнительный колпачок с другой стороны гайки направляет шарики обратно в дорожку качения.
Возвращающиеся шарики не подвергаются значительной механической нагрузке, а обратный путь может включать литые под давлением пластмассовые детали с низким коэффициентом трения .
Типы шарико-винтовых пар
В таблице представлены виды ШВП в зависимости от их назначения и метода производства:
| Критерий сравнения | Типы ШВП | Особенности |
| Назначение | С зазором (транспортные) | Из-за люфта по оси менее точны. Используются в механизмах с отдельно измеряемым перемещением. Востребованы в подъемных механизмах, плоскошлифовальных станках, дверных и вентильных приводах, машинах для литья и деревообработки. |
| С натягом (прецизионные) | Отличаются высокой точностью. Обеспечивают прочную связку гайки с рабочим узлом. Передвижение гайки находится в жесткой зависимости от угла поворота винта. Такие механизмы используются в оборудовании с ЧПУ, роботизированной технике, контрольно-измерительных установках, координатных станках – везде, где нужно точное выполнение задач. | |
| Метод изготовления резьбового винта | Катанные | Производятся по технологии холодной накатки резьбы. Применяются в качестве транспортных ШВП. Отличаются менее плавным и точным перемещением. |
| Шлифованные | Выполняются при помощи закалки и многоэтапной шлифовки поверхности. Такие изделия применяются в оборудовании высокой точности. | |
| Изготовленные по технологии прецизионной накатки | Сочетает предыдущие способы металлообработки. Винты приобретают гладкость, как после шлифовки, но с экономией производственных расходов. |
