Что такое шарико-винтовая передача?

Что такое шариковый винт?

Шариковый винт — это тип подающего винта, который преобразует вращательное движение в линейное движение для перемещения положения компонента. Вал винта и гайка приводятся в действие шариком. Когда вал винта и гайка вращаются относительно друг друга, шарики катятся по бесконечному циклу. Сопротивление скольжению между винтом и гайкой намного ниже, чем у обычных трапециевидных винтов.

Степень точности винта и шарика обеспечивает точное движение, что приводит к высокой точности позиционирования. Они используются в автомобильных рулевых устройствах и точных станках.

Применение шариковых винтов

Шариковые винты — это элементы машин, которые преобразуют вращательное движение двигателя и т. д. в линейное движение. Основные области применения включают транспортировку и позиционирование продуктов и деталей, оборудование для производства полупроводников, промышленных роботов и станков. Поскольку величина перемещения (ход) за оборот шарикового винта может быть точно воспроизведена, можно достичь высокой точности позиционирования, объединив его с шаговым двигателем.

В станках с ЧПУ шариковые винты используются для настройки механизма подачи и получения точности позиционирования. Шариковые винты также используются в пищевом оборудовании, медицинском оборудовании, роботах, литьевых машинах, печатном оборудовании, развлекательном оборудовании, автомобилях, поездах, самолетах, оборудовании для производства полупроводников и контрольно-измерительном оборудовании.

Принцип шариковых винтов

Шариковые винты — это детали машинного элемента, состоящие из вала винта, гайки и шарика, которые преобразуют вращательное движение в линейное движение или линейное движение во вращательное движение. Этот компонент использует технологию трибологии, которая позволяет помещать шарик между валом винта и гайкой и легко катить его. Он преобразует скользящее контактное движение на поверхности винта в катящееся контактное движение. Шарики должны циркулировать бесконечно, поэтому требуются циркулирующие детали.

Существует несколько типов систем рециркуляции, таких как возвратный трубчатый тип, тип концевого дефлектора, тип торцевой крышки и тип детали, а также тип возвратной пластины, и их применение классифицируется в зависимости от размера и точности. При использовании шариковых винтов для направления гайки требуется направляющий рельс. Направляющие рельсы несут вертикальные нагрузки и моментные нагрузки, отличные от осевой нагрузки, приложенной к гайке.

Резьбовой вал перемещается с высокой точностью за счет объединения длины шага, которая представляет собой величину перемещения за один оборот гайки, с количеством резьбовых полос. Шарик находится под давлением, чтобы устранить любой люфт гайки, и высокая точность позиционирования может быть достигнута без неравномерного вращения вала винта или гайки.

Другая информация о шариковых винтах

1. Характеристики шарико-винтовых передач

Шарико-винтовые передачи способны преобразовывать вращательное движение машины в линейное движение. И наоборот, они также могут преобразовывать линейное движение во вращательное движение. Крутящий момент для приведения во вращение вала винта может быть уменьшен до 1/3 или меньше по сравнению с обычным винтом. Поэтому двигатель, который приводит в движение шарико-винтовую передачу, может быть сделан меньше и легче.

Разница между пусковым моментом трения и кинетическим моментом трения невелика, и явление скольжения-залипания можно избежать, что обеспечивает высокоточное управление машиной. Гайки можно предварительно нагрузить, используя две гайки или заранее используя шарики большего диаметра. Люфт устраняется, а жесткость увеличивается, что приводит к лучшей управляемости.

Износостойкость и усталостная долговечность шарико-винтовых передач можно предсказать расчетом, что повышает эксплуатационную надежность. Коэффициент трения на контактной поверхности между винтом и гайкой составляет около 0,1–0,2 для скользящего винта, тогда как для шарико-винтовой передачи он составляет 0,002–0,004. Поэтому эффективность передачи высокая и превышает 90%.

Поскольку размеры и точность стандартизированы на международном уровне и производятся серийно на специализированных заводах, они просты в использовании и экономичны. С другой стороны, шариковые винты имеют недостаток, заключающийся в том, что они уязвимы к ударам. Поскольку скользящие части находятся в точечном контакте, они склонны оставлять вмятины и другие следы при ударе. Кроме того, попадание посторонних предметов в скользящие части может привести к неисправностям или отказам. При использовании в качестве скользящего вала станка необходимо накрывать его крышкой и т. д., чтобы предотвратить попадание стружки в него.

2. Метод изготовления шариковых винтов

Шариковые винты можно классифицировать на «прокатные» и «шлифовальные» в зависимости от метода производства.

Прокатный шариковый винт
В этом методе круглый стержень прижимается к инструменту, называемому прокатной матрицей, во время вращения для формирования резьбовой канавки путем пластической деформации. По сравнению со шлифованием класс точности, как правило, ниже.

Шариковый винт
Этот метод использует станок, называемый резьбошлифовальным станком, для формирования канавки резьбы путем шлифования. Поскольку цилиндрическое шлифование выполняется после термообработки, поверхность получается более гладкой, чем при прокатке. Этот метод используется, когда требуется высокоточное управление станком, например, для осей скольжения небольших станков для точных приборов.