Skrutkový prevod patrí do kategórie mechanických. Hlavným účelom tejto operácie je previesť rotačný pohyb na translačný alebo naopak. Tento typ prevodovky pozostáva iba z dvoch prvkov – skrutky a matice.
Popis zariadenia
Ako už bolo spomenuté, na prevod pohybu sa používa skrutkový pohon. Najbežnejšími príkladmi použitia tohto systému boli zariadenia ako zdviháky, lisy, kovoobrábacie stroje, valcovne, zdvíhacie zariadenia atď. Za zmienku tiež stojí, že sú to všetko príklady premeny rotačného pohybu na translačný. Ale pre opačný postup sa toto zariadenie používa veľmi zriedka. Napríklad mechanizmus na posúvanie filmu fotoaparátu funguje na opačnom princípe konverzie pohybu.
Tento systém má niekoľko výhod: tichá prevádzka, hladký záber, jednoduchý dizajn, možno dosiahnuť veľkú silu.
Má to však aj niekoľko nevýhod: pomerne často sa zasekne špirálové ozubenie a jeho účinnosť, teda účinnosť, je nízka.
Zariadenie adruh
V súčasnosti existujú dve hlavné jednotky systému. Jeho prvý typ obsahuje pevnú maticu a pohyblivú skrutku a druhý typ má naopak pohyblivú maticu a pevnú skrutku. Prvá kategória zariadení zahŕňa skrutkový zdvihák a druhá skupina sa používa napríklad vo vodiacich skrutkách obrábacích strojov a iných zariadení.
Existuje tiež niekoľko typov skrutkových prevodov:
- Posuvný systém.
- Systém rolovania vyznačujúci sa tým, že matica má drážky, do ktorých sú umiestnené guľôčky.
- Planetové valčekové prevody, ktoré sa považujú za celkom sľubné, pretože sa vyznačujú vysokou presnosťou a tuhosťou.
- Vlnový typ prenosu, vyznačuje sa pomerne malými translačnými pohybmi.
- Hydrostatický skrutkový prevod s nízkym trením, nízkym opotrebením a pomerne vysokou presnosťou.
Rezba a výpočet
Okrem toho, že existuje niekoľko typov systémov, existuje aj niekoľko typov závitov pre maticu a skrutku. Ak je potrebné zabezpečiť najmenšie trenie medzi časťami, použije sa pravouhlý pohľad. Tu je však veľmi dôležité poznamenať, že vyrobiteľnosť tohto typu spojenia je pomerne nízka. Inými slovami, nie je možné rezať takýto závit na závitovej fréze. Ak porovnáme silu pravouhlých a lichobežníkových závitov, potom prvý výrazne stráca. Z tohto dôvodu je distribúcia a použitie pravouhlých závitov v skrutkových pohonoch značne obmedzené.
Z týchto dôvodov sa hlavným typom, ktorý sa používa pre zariadenie prevodových skrutiek, stal trapézový závit. Tento typ má tri typy krokov - malý, stredný, veľký. Najpopulárnejší je systém strednej výšky tónu.
Výpočet skrutkového prevodu je zredukovaný na výpočet prevodového pomeru. Vzorec vyzerá takto: U=C/L=pd/pK. C je obvod, L je stúpanie skrutky, p je stúpanie skrutky, K je počet otáčok skrutky.
Guľôčková skrutka (BSC)
Guličková skrutka - jedná sa o jednu z odrôd lineárneho pohonu, ktorá slúži aj na premenu rotačného pohybu na translačný. Je tu však rozdiel, ktorý spočíva v tom, že tento typ systému sa vyznačuje veľmi malým trením.
Úlohu skrutky v takýchto systémoch plní hriadeľ, ktorý je zvyčajne vyrobený z veľmi pevnej ocele. Toto zariadenie má na svojom povrchu bežecké pásy so špecifickým tvarom. Je to také zariadenie, ktoré je schopné interagovať s maticou. Ich práca sa však nevykonáva priamo, ako je to v prípade bežného skrutkového prevodu, ale prostredníctvom malých guľôčok. Využíva princíp valivého trenia.
Tento princíp interakcie poskytuje veľmi vysoký koeficient výkonu (COP), ako aj vysoké charakteristiky preťaženia.
Aplikácia a vývoj guľôčkových skrutiek
Guľôčková skrutka sa najčastejšie používa v priemysle, ako je výroba lietadiel, v raketovej vede na pohyb kormidielpovrchy vo vozidlách. Najširší rozsah použitia takéhoto systému je možné pozorovať v presnom strojárstve, najmä na CNC strojoch.
História tejto skrutky je dosť nezvyčajná, pretože úplne prvá najpresnejšia guľôčková skrutka bola získaná pomocou konvenčnej skrutky s nízkou presnosťou. Zariadenie malo nasledovný vzhľad: na skrutku bola namontovaná malá konštrukcia niekoľkých matíc napnutých pružinou, potom bola lapovaná po celej dĺžke.
Bolo možné spriemerovať chyby stúpania skrutky aj matice pohybom prvkov pozdĺž základne, ako aj zmenou smeru napätia.
Používanie guľôčkových skrutiek
Pre dosiahnutie dlhej životnosti guľôčkovej skrutky je potrebné dodržiavať prevádzkový poriadok tohto systému. Aby bolo možné udržiavať všetky svoje ukazovatele na správnej úrovni vrátane presnosti, je veľmi dôležité monitorovať čistotu pracovného priestoru zariadenia. Prevádzková para nesmie byť vystavená abrazívnym časticiam, ako je prach, triesky atď.
Najčastejšie sa takéto problémy riešia inštaláciou vlnitej ochrany vyrobenej z gumy alebo polymérových materiálov na skrutku s maticou. Tým sa úplne eliminuje možnosť kontaminácie. Ak systém funguje v otvorenom režime, potom je možné tento problém vyriešiť iným spôsobom. V takýchto prípadoch je inštalovaný kompresor, ktorý pod vysokým tlakom dodáva vyčistený vzduch do pracovnej pary.
PretožeKeďže systém funguje na princípe valivého trenia, je možné predpätie, čo vám umožní odstrániť zbytočnú vôľu prevodu. Vôľa je medzera, ktorá vzniká medzi rotačným a translačným pohybom v momente, keď mení svoj smer.
Kvalita prenosu
Ako každý iný systém, aj tento má svoje výhody a nevýhody.
Nevýhody zariadenia zahŕňajú skutočnosť, že existuje možnosť spätného prevodu, ak je uhol činnosti guľôčkovej skrutky príliš veľký. K tomu dochádza, pretože existuje príliš malé trenie, takže matica sa pri zdvihnutí nezablokuje. Prenáša lineárnu silu na krútiaci moment. Okrem toho sa použitie takýchto prenosových systémov na ručných zariadeniach neodporúča.
Výhodou je, že nízke percento trenia spôsobuje nízky rozptyl, čo následne výrazne zvyšuje účinnosť celého systému. Podľa tohto indikátora je guľôčková skrutka lepšia ako akýkoľvek iný analóg prevodu, ktorý sa podieľa na transformácii rotačného pohybu na translačný. Maximálna účinnosť pre najbežnejšie guľôčkové skrutky presahuje 90%. Pre porovnanie povedzme, že najbližšie metrické alebo šikmé ozubené kolesá majú maximálnu účinnosť 50 %.
Vzhľadom na to, že v guľôčkovej skrutke prakticky nedochádza k preklzávaniu, má to pozitívny vplyv na zvýšenie životnosti guľôčkovej skrutky a na hospodárnosť, keďže sa výrazne skrátia prestoje na opravy, mazanie alebo výmenu dielov. Preto sú tieto zariadenia najviacziskové.
Výroba a presnosť
Najpresnejšie guľôčkové skrutky je možné získať iba brúsením materiálu. Existuje ďalší spôsob, ako získať skrutku - to je vrúbkovanie. Náklady budú oveľa nižšie ako brúsenie, ale chyba produktu bude asi 50 mikrónov na 300 mm zdvih. Všimnite si, že najpresnejšie brúsené časti sa vyznačujú chybou 1-3 mikróny na 300 mm a niektoré ešte menej. Na získanie polotovaru pre budúcu skrutku musí materiál prejsť hrubým opracovaním, po ktorom sa vytvrdí a vybrúsi do požadovaného stavu.
Inštrumentálny pohľad na guľôčkovú skrutku má najčastejšie presnosť až 250 nm na centimeter. Na výrobu takýchto výrobkov je potrebné prejsť procesom frézovania a brúsenia. Tieto operácie je potrebné vykonávať na veľmi presných zariadeniach. Surovinou pre takéto skrutky sú Invar alebo zliatiny Invar.
