Skruvöverföring tillhör kategorin mekanisk. Huvudsyftet med denna operation är att omvandla rotationsrörelse till translationell eller vice versa. Denna typ av transmission består av endast två element - en skruv och en mutter.
Enhetsbeskrivning
Som redan nämnts används skruvdrivningsmekanismen för att omvandla rörelse. De vanligaste exemplen på användningen av detta system var sådana anordningar som domkrafter, pressar, metallskärningsmaskiner, valsverk, lyftutrustning etc. Det är också värt att notera att dessa är alla exempel på att omvandla rotationsrörelse till translationell. Men för det omvända förfarandet används denna enhet mycket sällan. Till exempel fungerar mekanismen för att flytta filmen från en kamera på den omvända principen för rörelseomvandling.
Det finns flera fördelar med detta system: tyst drift, smidigt ingrepp, enkel design, stor kraft kan erhållas.
Det finns dock också ett antal nackdelar: ganska ofta sitter den spiralformade växeln, och dess effektivitet, det vill säga verkningsgraden, är låg.
Enhet ochart
För närvarande finns det två huvudenheter i systemet. Dess första typ innehåller en fast mutter och en rörlig skruv, och den andra typen har tvärtom en rörlig mutter och en fast skruv. Den första kategorin av enheter inkluderar en skruvdomkraft, och den andra gruppen används till exempel i ledarskruvar till verktygsmaskiner och andra enheter.
Det finns också flera typer av skruvväxlar:
- Sliding system.
- Ett rullsystem som kännetecknas av att muttern har spår i vilka kulor placeras.
- Planetariska rullväxlar, som anses vara ganska lovande, eftersom de utmärks av hög noggrannhet och styvhet.
- Vågtyp av överföring, den kännetecknas av ganska små translationsrörelser.
- Hydrostatisk skruvtransmission med låg friktion, lågt slitage och ganska hög noggrannhet.
Snideri och beräkning
Förutom att det finns flera typer av system, finns det också flera typer av gängor för mutter och skruv. Om det är nödvändigt att säkerställa minsta friktion mellan delarna, används en rektangulär vy. Det är dock mycket viktigt att notera här att tillverkningsbarheten för denna typ av anslutning är ganska låg. Det är med andra ord omöjligt att skära en sådan tråd på en gängfräsmaskin. Om vi jämför styrkan hos rektangulära och trapetsformade trådar, förlorar den första avsevärt. På grund av detta är distributionen och användningen av rektangulära gängor i skruvdragningar kraftigt begränsad.
Av dessa skäl har huvudtypen som används för överföringsskruvar blivit trapetsgänga. Den typen har tre typer av steg - small, medium, large. Det mest populära är systemet med medium tonhöjd.
Beräkning av skruvtransmission reduceras till beräkning av utväxlingsförhållande. Formeln ser ut så här: U=C/L=pd/pK. C är omkretsen, L är skruvens ledning, p är skruvens stigning, K är antalet varv på skruven.
Ball Screw (BSC)
Kulskruv - detta är en av varianterna av linjär drivning, som också tjänar till att omvandla rotationsrörelse till translationell. Det finns dock en skillnad här, vilket är att den här typen av system kännetecknas av mycket liten friktion.
Skruvens roll i sådana system utförs av axeln, som vanligtvis är gjord av mycket starkt stål. På sin yta har den här enheten löpband med en specifik form. Det är en sådan enhet som kan interagera med muttern. Deras arbete utförs dock inte direkt, som är fallet i en konventionell skruvväxel, utan genom små kulor. Den använder principen om rullfriktion.
Denna interaktionsprincip ger mycket hög prestandakoefficient (COP), såväl som höga överbelastningsegenskaper.
Applicering och utveckling av kulskruvar
Kulskruv används oftast inom industri som flygplanstillverkning, inom raketvetenskap för att flytta roderytor i fordon. Det bredaste användningsområdet för ett sådant system kan observeras inom precisionsteknik, i synnerhet i CNC-maskiner.
Historien för denna skruv är ganska ovanlig, eftersom den allra första mest exakta kulskruven erhölls med en konventionell lågprecisionsskruv. Anordningen hade följande utseende: en liten struktur med flera muttrar, spända av en fjäder, monterades på skruven, varefter den lappades längs hela längden.
Det blev möjligt att beräkna stigningsfelen för både skruven och muttern genom att flytta elementen längs med basen, samt genom att ändra spänningsriktningen.
Att använda kulskruvar
För att uppnå en lång livslängd för kulskruven är det nödvändigt att följa driftreglerna för detta system. För att det ska kunna upprätthålla alla dess indikatorer på rätt nivå, inklusive noggrannhet, är det mycket viktigt att övervaka renheten i enhetens arbetsutrymme. Driftsångan får inte utsättas för nötande partiklar som damm, spån etc.
Oftast löses sådana problem genom att installera korrugerade skydd av gummi eller polymermaterial på skruven med muttern. Detta eliminerar helt risken för kontaminering. Om systemet fungerar i öppet läge kan detta problem lösas på annat sätt. I sådana fall installeras en kompressor, som under högt tryck tillför renad luft till arbetsångan.
För attEftersom systemet fungerar enligt principen om rullande friktion, blir det möjligt att förspänning, vilket gör att du kan ta bort onödigt växelspel. Backlash är gapet som bildas mellan rotations- och translationsrörelse i det ögonblick då den ändrar riktning.
Sändningskvalitet
Som alla andra system har detta sina fördelar och nackdelar.
Nackdelarna med enheten inkluderar det faktum att det finns en chans för backväxling om kulskruvens arbetsvinkel är för stor. Detta beror på att det är för lite friktion så att muttern inte låser när den lyfts. Den överför linjär kraft till vridmoment. Dessutom rekommenderas inte användning av sådana överföringssystem på handhållna enheter.
Fördelen är att den låga andelen friktion orsakar låg avledning, vilket i sin tur ökar effektiviteten i hela systemet avsevärt. Enligt denna indikator är kulskruven överlägsen alla andra analoger av transmissionen, som är engagerad i omvandlingen av rotationsrörelse till translationell. Den maximala verkningsgraden för de vanligaste kulskruvarna överstiger 90 %. Som jämförelse kan vi säga att de närmaste metriska eller spiralformade kugghjulen har en maximal verkningsgrad på 50%.
Eftersom det praktiskt taget inte finns någon slirning i kulskruven har det en positiv effekt på att öka livslängden på kulskruven och på ekonomin, eftersom stilleståndstiden för reparationer, smörjning eller byte av delar minskar avsevärt. Därför är dessa enheter mestlönsamt.
Tillverkning och noggrannhet
De mest precisa kulskruvarna kan endast erhållas genom att slipa materialet. Det finns ett annat sätt att få en skruv - det här är räfflor. Kostnaden blir mycket lägre än slipning, men produktfelet blir cirka 50 mikron per 300 mm slaglängd. Observera att de mest precisionsslipade delarna kännetecknas av ett fel på 1-3 mikron per 300 mm, och vissa ännu mindre. För att få ett ämne till den framtida skruven måste materialet genomgå en grovbearbetningsprocess, varefter det härdas och mals till önskat tillstånd.
Den instrumentella bilden av kulskruven har oftast en noggrannhet på upp till 250 nm per centimeter. För att göra sådana produkter är det nödvändigt att gå igenom processen med fräsning och slipning. Det är nödvändigt att utföra dessa operationer på utrustning med mycket hög precision. Råmaterialet för sådana skruvar är Invar- eller Invar-legeringar.
