Для чего нужна шарико-винтовая пара
Шарико-винтовая пара- это привод типа «винт-гайка», который преобразует вращательное движение винта от вала шагового двигателя или сервопривода в поступательное движение гайки, которая крепится на столе или шпиндельной коробки. Другими словами, винт взаимодействует с гайкой не напрямую, а через шарики, что обеспечивает чрезвычайно низкое трение и, следовательно, высокую эффективность работы передачи. Винт и гайка изготавливаются с жесткими допусками, и могут использоваться в оборудовании, требующем высокой точности перемещения и позиционирования.
Область применения шарико-винтовой пары
- ШВП, особенно швп бескорпусные, рекомендуют применять при новом проектировании и часто используются в самолетах и ракетах для перемещения рулевых поверхностей, а в автомобилях — для привода рулевой рейки от электрического двигателя рулевого управления. Наиболее широкое применение шариковинтовые пары находят в точном машиностроении, например, в станках с ЧПУ, роботах, сборочных линиях, позиционерах деталей, а также в механических прессах, машинах для литья под давлением и т.д.
- Шариковые винтовые пары обеспечивают высокоэффективную передачу с КПД до 90%. Энергия, необходимая для создания заданного усилия, составляет одну треть от энергии обычной скользящей пары.
- Шариковые винты могут подвергаться предварительному натягу для достижения высокой жесткости
- Конструкция шарико-винтовой пары не допускает попадания мусора и стружки в гайку, что способствует повышению долговечности и точности.
Вал (обычно изготовленный из высокоуглеродистой стали) шариковинтовой пары со специально сформированными рабочими поверхностями действует как прецизионный приводной винт, который взаимодействует с гайкой, но не напрямую, через трение скольжения, как в обычных приводах «винт-гайка», а через шарики, через трение качения. Это обуславливает высокие перегрузочные характеристики шарико-винтовой передачи и очень высокий КПД.
Винт и гайка изготавливаются как пара, и адаптированы к очень жестким допускам и могут использоваться в оборудовании, где требуется очень высокая точность.
Шариковая гайка обычно немного больше скользящей гайки — из-за наличия в ней каналов для рециркуляции шариков. Однако это почти единственный момент, когда шарико-винтовые передачи уступают винтовым передачам со скользящим трением.
Для того чтобы ШВП прослужила весь расчетный срок службы с сохранением всех параметров, включая точность, необходимо тщательно следить за чистотой рабочей зоны, не допуская попадания пыли, стружки и других абразивных частиц. Обычно это решается путем установки гофрированного защитного кожуха из пластика, резины или кожи над ШВП, для предотвращения попадания посторонних частиц в рабочую зону. Другим методом является использование компрессора — подача сжатого, отфильтрованного воздуха под давлением на винт, установленный открыто.
Шарико-винтовые передачи, благодаря использованию трения качения, могут иметь определенную предварительную нагрузку, которая устраняет люфт передачи — определенный «зазор» между вращательным и поступательным движением, возникающий при изменении направления вращения. Устранение люфта особенно важно в системах с программным управлением, поэтому бескорпусные шарико-винтовые пары с предварительным натягом особенно распространены в станках с ЧПУ.
Преимущества шарико-винтовых передач
- Низкий коэффициент трения шариковинтовых пар обеспечивает низкую диссипацию и высокий КПД передачи — намного выше, чем у других аналогов.
- Эффективность наиболее часто используемых шариковинтовых пар может превышать 90%, по сравнению с максимумом 50% для метрических и трапецеидальных ходовых винтов.
- Практическое отсутствие скольжения значительно увеличивает срок службы шариковинтовых пар, сокращая время простоя, связанное с ремонтом, заменой и смазкой деталей.
- Все это, в сочетании с рядом других преимуществ, таких как более высокие достижимые скорости, меньшие требования к мощности электропривода винта, может стать убедительным аргументом в пользу шариковинтовой пары по сравнению с ее высокой стоимостью. Узнать более подробно о преимуществах ШВП и о стоимости их заказа, можно у экспертов компании «СтанкоАртель», пройдя по ссылке выше.
