Zavedení

Kulový šroubje technologie lineárního pohybu, která převádí rotační pohyb na lineární pohyb. Je široce používán ve strojích, které vyžadují vysokou přesnost polohování a vysokou nosnost.

Než budete postupovat{0}}za{1}}krokem k výběru kuličkového šroubu, je užitečné nejprve porozumět některým základním informacím. To výrazně usnadní každý krok výběrového procesu.

Kuličkové šrouby nejsou jen kombinací velikosti a modelu. Faktory, jako je vedení kuličkového šroubu, předpětí kuličkového šroubu, nosnost a výrobní metody, všechny ovlivňují konečný výkon. Bez pochopení těchto základních pojmů se proces výběru může snadno stát mechanickou shodou parametrů spíše než dobře -informovaným rozhodnutím.

Jakmile jsou tyto základy jasně pochopeny, výběr kuličkového šroubu se nestane složitým výpočtem, ale logičtějším a jistějším rozhodovacím-procesem.

Konstrukce, typy a základní parametry kuličkového šroubu

Kuličkový šroub se skládá z pevného hřídele a na něm namontované kuličkové matice. Šroub může být poháněn motorem, ozubenými koly, řemenicemi nebo ručním kolem. Většina kuličkových šroubů je vyrobena z oceli a obvykle se vyrábí dvěma hlavními metodami.

Kuličkové šrouby s válcovaným závitemjsou nejpoužívanějším typem. Vyrábějí se lisováním nezahřátého polotovaru hřídele do matrice, přičemž se pomocí deformačního procesu vytvoří požadované závity.

Přesné broušené kuličkové šroubyjsou vyráběny odstraněním materiálu pro vytvoření profilu závitu.

ground-vs-rolled-ball-screw-comparison — Přesný broušený kuličkový šroub a kuličkový šroub s válcovaným závitem

Výhody kuličkových šroubů s válcovaným závitem:

Materiál je spíše stlačen než řezán, což má za následek odolnější závity
Tepelné zpracování po válcování zlepšuje pevnost materiálu
Rychlejší výroba vede k nižším nákladům

Výhody přesného broušeného kuličkového šroubu:

Tepelné zpracování se provádí před broušením
Hladší povrch závitu snižuje tření mezi šroubem a kuličkovou maticí
Vyšší přesnost

Oba typy lze vyrobit v různých délkách, průměru kuličkového šroubu, nosnosti a tolerancích a lze je vyrobit s levým-nebo pravým-závitem.

Konec kuličkového šroubu označuje opracované konce šroubu, které se používají pro připojení pohonných jednotek nebo nosných ložisek. Možnosti obrábění konců kuličkových šroubů se liší v závislosti na požadavcích aplikace.

Při objednávce kuličkového šroubu je nutné uvést následující klíčové parametry:

Průměr kuličkového šroubu (d)
Vedení kuličkového šroubu (I)
Průměr koule (D)

Ty jsou obvykle vyjádřeny jako: d × I × D

Například: 12 × 10R × 2
To znamená průměr kuličkového šroubu 12 mm, pravotočivý-výstup kuličkového šroubu 10 mm na otáčku a průměr kuličky 2 mm.

Klíčové faktory ovlivňující výkon a výběr kuličkového šroubu

Kulová matice působí jako pohyblivá součást, když se kuličkový šroub otáčí a nese zatížení, které vyžaduje lineární pohyb. Uvnitř kuličkové matice se kuličky dotýkají šroubu a vytvářejí téměř beztření rozhraní. Recirkulační systém vrací kuličky z konce kulové matice dopředu a vytváří souvislou smyčku. Protože jsou kuličky umístěny mezi maticí kuličky a šroubem, matici kuličky nelze odstranit a je před-smontována ve výrobě.

Axiální kuličková ložiska s kosoúhlým stykem

Axiální kuličková ložiska s kosoúhlým stykem jsou specializovaná ložiska navržená tak, aby vydržela vysoké axiální zatížení a obvykle se používají na pevném konci kuličkového šroubu.

Vůle

Vůle označuje malou vůli mezi kuličkami a kuličkovou maticí nebo mezi kuličkami a kuličkovým šroubem, která umožňuje mírný volný pohyb. Kuličkový šroub lze dodat s předpětím kuličkového šroubu, což výrazně snižuje vůli.

Podpěrné jednotky kuličkových šroubů

Podpěrné jednotky kuličkových šroubů(také známé jako ložisková jednotka) jsou instalovány na koncích kuličkového šroubu a obsahují ložiska, která umožňují plynulé otáčení. Po instalaci zůstanou pevné. Tyto jednotky jsou k dispozici v oceli nebo hliníku a dodávají se v různých velikostech. Pevná-koncová podpěra poskytuje vyšší tuhost a je ideální pro hnací stranu, zatímco plovoucí-koncová podpěra se používá na-nehnané straně.

V systémech podpory kuličkových šroubů se používají dva běžné typy ložisek:

Axiální kuličková ložiska s kosoúhlým stykem pro pevné-aplikace
Kuličková ložiska pro plovoucí-konce

K zajištění sestavy ložiska v nosné jednotce se používají pojistné matice.

Přesnost polohování

Přesnost polohování je definována jako rozdíl mezi skutečným zdvihem kuličkové matice a teoretickým zdvihem vypočítaným vynásobením stoupání kuličkového šroubu počtem otáček šroubu.

Předpětí kuličkového šroubu

Pro snížení vůle je použito předpětí kuličkového šroubu. K dispozici jsou různé stupně předpětí (P0, P1, P2, P3, P4) a některé kuličkové matice umožňují nastavení předpětí kuličkového šroubu.

Zastavovací matice

Ke kulové matici je připojena pojistná matice (dorazová matice). Ve vertikálních aplikacích, pokud se kuličkový šroub přestane otáčet, kuličky pomohou udržet kuličkovou matici na místě. V případě poruchy zaskočí dorazová matice se závitem šroubu, aby se zabránilo pádu kulové matice.

Mazací jednotka

Mazací jednotka nainstalovaná na kulové matici zajišťuje nepřetržité mazání a prodlužuje životnost. S tímto systémem nemusí být mazání vyžadováno až po dobu pěti let nebo 300 milionů otáček.

Dynamická zátěž

Dynamická únosnost se vztahuje k axiálnímu zatížení, při kterém může 90 % sestav kuličkových šroubů pracovat více než jeden milion otáček.

Statická únosnost

Statická únosnost je axiální zatížení, které způsobuje trvalou deformaci kuliček, definované jako 0,0001 násobek průměru koule.

Typ s obráběním zakončení kuličkového šroubu

Tvar konce kuličkového šroubu definuje typ obrábění konce kuličkového šroubu. Levý a pravý konec mohou mít různé konfigurace, včetně drážek pro pero, ploch pro klíče, středových otvorů, šestihranných nástavců nebo vnitřních závitů.

Ball-screw-shaft-end-machining-options — Typ s obráběním zakončení kuličkového šroubu

Tuhost

Tuhost udává, jak moc kuličkový šroub odolává elastické deformaci při zatížení.

Vzpěr

K vybočení dochází, když tlakové axiální síly způsobí ohnutí dříku šroubu. To je ovlivněno zrychlením, třením, hmotností a procesními silami působícími na kuličkový šroub.

Závěr

Stručně řečeno, výběr kuličkového šroubu není jen otázkou odpovídajících rozměrů. Jde o systematické rozhodnutí založené na jasném pochopení struktury, výkonnostních parametrů a požadavků aplikace.

Teprve po úplném pochopení těchto klíčových pojmů můžete přesně vyhodnotit různé typy kuličkových šroubů a vybrat nejvhodnější řešení pro vaše zařízení.

Pokud již těmto základům dobře rozumíte, dalším krokem je pokračovat v podrobných výpočtech výběru kuličkových šroubů na základě vašich konkrétních pracovních podmínek. U zakázkových projektů pomůže poskytnutí podrobných parametrů nebo výkresů dosáhnout přesnější a efektivnější podpory výběru.