Βιδωτή μετάδοση ανήκει στην κατηγορία των μηχανικών. Ο κύριος σκοπός αυτής της λειτουργίας είναι να μετατρέψει την περιστροφική κίνηση σε μεταφορική ή το αντίστροφο. Αυτός ο τύπος μετάδοσης αποτελείται από δύο μόνο στοιχεία - μια βίδα και ένα παξιμάδι.
Περιγραφή συσκευής
Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο μηχανισμός κίνησης βιδών χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της κίνησης. Τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα χρήσης αυτού του συστήματος ήταν συσκευές όπως γρύλοι, πρέσες, μηχανές κοπής μετάλλων, ελασματουργεία, ανυψωτικά μηχανήματα κ.λπ. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι όλα αυτά είναι παραδείγματα μετατροπής της περιστροφικής κίνησης σε μεταφορική. Αλλά για την αντίστροφη διαδικασία, αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται πολύ σπάνια. Για παράδειγμα, ο μηχανισμός για τη μετακίνηση του φιλμ μιας κάμερας λειτουργεί με την αντίστροφη αρχή της μετατροπής κίνησης.
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα αυτού του συστήματος: αθόρυβη λειτουργία, ομαλή εμπλοκή, απλός σχεδιασμός, μεγάλη δύναμη μπορεί να επιτευχθεί.
Ωστόσο, υπάρχουν επίσης ορισμένα μειονεκτήματα: πολύ συχνά ο ελικοειδής γραναζωτής κολλάει και η απόδοσή του, δηλαδή η απόδοση, είναι χαμηλή.
Συσκευή καιείδος
Προς το παρόν, υπάρχουν δύο κύριες μονάδες του συστήματος. Ο πρώτος τύπος περιέχει ένα σταθερό παξιμάδι και μια κινητή βίδα και ο δεύτερος τύπος, αντίθετα, έχει ένα κινητό παξιμάδι και μια σταθερή βίδα. Η πρώτη κατηγορία συσκευών περιλαμβάνει έναν γρύλο με βίδες και η δεύτερη ομάδα χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, στις μολύβδινες βίδες εργαλειομηχανών και άλλων συσκευών.
Υπάρχουν επίσης διάφοροι τύποι βιδωτών γραναζιών:
- Συρόμενο σύστημα.
- Ένα σύστημα κύλισης που χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι το παξιμάδι έχει αυλακώσεις στις οποίες τοποθετούνται μπάλες.
- Πλανητικά κυλινδρικά γρανάζια, τα οποία θεωρούνται πολλά υποσχόμενα, καθώς διακρίνονται από υψηλή ακρίβεια και ακαμψία.
- Τύπος μετάδοσης κυμάτων, διακρίνεται από μάλλον μικρές μεταφορικές κινήσεις.
- Υδροστατικό βιδωτό κιβώτιο ταχυτήτων με χαμηλή τριβή, χαμηλή φθορά και αρκετά υψηλή ακρίβεια.
Σκάλισμα και υπολογισμός
Εκτός από πολλούς τύπους συστημάτων, υπάρχουν και αρκετοί τύποι σπειρωμάτων για παξιμάδια και βίδες. Εάν είναι απαραίτητο να εξασφαλιστεί η ελάχιστη τριβή μεταξύ των εξαρτημάτων, τότε χρησιμοποιείται μια ορθογώνια όψη. Ωστόσο, είναι πολύ σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι η δυνατότητα κατασκευής αυτού του τύπου σύνδεσης είναι μάλλον χαμηλή. Με άλλα λόγια, είναι αδύνατο να κοπεί ένα τέτοιο νήμα σε μια μηχανή φρεζαρίσματος με νήματα. Εάν συγκρίνουμε την αντοχή των ορθογώνιων και τραπεζοειδών νημάτων, τότε το πρώτο χάνει σημαντικά. Εξαιτίας αυτού, η κατανομή και η χρήση ορθογώνιων σπειρωμάτων στους κοχλιωτούς δίσκους είναι πολύ περιορισμένη.
Για αυτούς τους λόγους, ο κύριος τύπος που χρησιμοποιείται για τη συσκευή των βιδών μετάδοσης έχει γίνει τραπεζοειδές σπείρωμα. Αυτός ο τύπος έχει τρεις τύπους βημάτων - μικρό, μεσαίο, μεγάλο. Το πιο δημοφιλές είναι το σύστημα μεσαίου τόνου.
Ο υπολογισμός του βιδωτού κιβωτίου ταχυτήτων μειώνεται στον υπολογισμό της σχέσης μετάδοσης. Ο τύπος μοιάζει με αυτό: U=C/L=pd/pK. C είναι η περιφέρεια, L είναι το καλώδιο της βίδας, p είναι το βήμα της βίδας, K είναι ο αριθμός των στροφών της βίδας.
Ball Screw (BSC)
Σφαίρα - αυτή είναι μια από τις ποικιλίες γραμμικής μετάδοσης κίνησης, η οποία χρησιμεύει επίσης για τη μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε μεταφορική. Ωστόσο, υπάρχει μια διαφορά εδώ, η οποία είναι ότι αυτός ο τύπος συστήματος χαρακτηρίζεται από πολύ μικρή τριβή.
Ο ρόλος της βίδας σε τέτοια συστήματα εκτελείται από τον άξονα, ο οποίος συνήθως είναι κατασκευασμένος από πολύ ισχυρό χάλυβα. Στην επιφάνειά της αυτή η συσκευή διαθέτει διαδρόμους με συγκεκριμένο σχήμα. Είναι μια τέτοια συσκευή που μπορεί να αλληλεπιδρά με το παξιμάδι. Ωστόσο, η εργασία τους δεν εκτελείται απευθείας, όπως συμβαίνει σε ένα συμβατικό βιδωτό γρανάζι, αλλά μέσω μικρών μπαλών. Χρησιμοποιεί την αρχή της τριβής κύλισης.
Αυτή η αρχή αλληλεπίδρασης παρέχει πολύ υψηλό συντελεστή απόδοσης (COP), καθώς και χαρακτηριστικά υψηλής υπερφόρτωσης.
Εφαρμογή και ανάπτυξη σφαιρικών βιδών
Η σφαιρική βίδα χρησιμοποιείται συχνότερα στη βιομηχανία όπως η κατασκευή αεροσκαφών, στην επιστήμη των πυραύλων για την κίνηση πηδαλίωνεπιφάνειες σε οχήματα. Το ευρύτερο φάσμα χρήσης ενός τέτοιου συστήματος μπορεί να παρατηρηθεί στη μηχανική ακριβείας, ιδιαίτερα στις μηχανές CNC.
Η ιστορία αυτής της βίδας είναι αρκετά ασυνήθιστη, καθώς η πρώτη πιο ακριβής σφαιρική βίδα αποκτήθηκε χρησιμοποιώντας μια συμβατική βίδα χαμηλής ακρίβειας. Η συσκευή είχε την ακόλουθη εμφάνιση: μια μικρή δομή από πολλά παξιμάδια, τεντωμένα από ένα ελατήριο, ήταν τοποθετημένη στη βίδα, μετά την οποία τυλίγεται σε όλο το μήκος.
Έγινε δυνατός ο μέσος όρος των σφαλμάτων βήματος τόσο της βίδας όσο και του παξιμαδιού μετακινώντας τα στοιχεία κατά μήκος της βάσης, καθώς και αλλάζοντας την κατεύθυνση τάσης.
Χρήση σφαιρικών βιδών
Για να επιτύχετε μεγάλη διάρκεια ζωής της σφαιρικής βίδας, είναι απαραίτητο να ακολουθείτε τους κανόνες λειτουργίας αυτού του συστήματος. Για να μπορεί να διατηρεί όλους τους δείκτες του στο σωστό επίπεδο, συμπεριλαμβανομένης της ακρίβειας, είναι πολύ σημαντικό να παρακολουθείτε την καθαριότητα του χώρου εργασίας της συσκευής. Ο ατμός λειτουργίας δεν πρέπει να εκτίθεται σε λειαντικά σωματίδια όπως σκόνη, τσιπς κ.λπ.
Τις περισσότερες φορές, τέτοια προβλήματα επιλύονται με την εγκατάσταση κυματοειδούς προστασίας από καουτσούκ ή πολυμερή υλικά στη βίδα με το παξιμάδι. Αυτό εξαλείφει εντελώς την πιθανότητα μόλυνσης. Εάν το σύστημα λειτουργεί σε ανοιχτή λειτουργία, τότε αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με άλλο τρόπο. Σε τέτοιες περιπτώσεις, εγκαθίσταται ένας συμπιεστής, ο οποίος, υπό υψηλή πίεση, παρέχει καθαρό αέρα στον ατμό εργασίας.
ΕπειδήΔεδομένου ότι το σύστημα λειτουργεί με βάση την αρχή της τριβής κύλισης, καθίσταται δυνατή η προφόρτιση, η οποία σας επιτρέπει να αφαιρέσετε το περιττό παιχνίδι ταχυτήτων. Η οπισθοδρόμηση είναι το χάσμα που σχηματίζεται μεταξύ της περιστροφικής και της μεταφορικής κίνησης τη στιγμή που αλλάζει την κατεύθυνσή της.
Ποιότητα μετάδοσης
Όπως κάθε άλλο σύστημα, αυτό έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
Στα μειονεκτήματα της συσκευής συγκαταλέγεται το γεγονός ότι υπάρχει πιθανότητα για ανάστροφη μετάδοση εάν η γωνία λειτουργίας της σφαιρικής βίδας είναι πολύ μεγάλη. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχει πολύ μικρή τριβή, έτσι ώστε το παξιμάδι να μην ασφαλίζει κατά την ανύψωση. Μεταφέρει τη γραμμική δύναμη στη ροπή. Επιπλέον, δεν συνιστάται η χρήση τέτοιων συστημάτων μετάδοσης σε συσκευές χειρός.
Το πλεονέκτημα είναι ότι το χαμηλό ποσοστό τριβής προκαλεί χαμηλή διάχυση, η οποία, με τη σειρά της, αυξάνει σημαντικά την απόδοση ολόκληρου του συστήματος. Σύμφωνα με αυτόν τον δείκτη, η σφαιρική βίδα είναι ανώτερη από οποιοδήποτε άλλο ανάλογο της μετάδοσης, το οποίο εμπλέκεται στη μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε μεταφορική. Η μέγιστη απόδοση για τις πιο κοινές σφαιρικές βίδες υπερβαίνει το 90%. Για σύγκριση, ας πούμε ότι τα πλησιέστερα μετρικά ή ελικοειδή γρανάζια έχουν μέγιστη απόδοση 50%.
Επειδή πρακτικά δεν υπάρχει ολίσθηση στη σφαιρική βίδα, έχει θετική επίδραση στην αύξηση της διάρκειας ζωής της σφαιρικής βίδας και στην οικονομία, καθώς ο χρόνος διακοπής λειτουργίας για επισκευές, λίπανση ή αντικατάσταση εξαρτημάτων μειώνεται σημαντικά. Επομένως, αυτές οι συσκευές είναι οι περισσότερεςκερδοφόρο.
Κατασκευή και ακρίβεια
Οι σφαιρικές βίδες υψηλής ακρίβειας μπορούν να ληφθούν μόνο με λείανση του υλικού. Υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να αποκτήσετε μια βίδα - αυτός είναι το κούμπωμα. Το κόστος θα είναι πολύ χαμηλότερο από το τρόχισμα, αλλά το σφάλμα του προϊόντος θα είναι περίπου 50 μικρά ανά διαδρομή 300 mm. Σημειώστε ότι τα εξαρτήματα γείωσης με τη μεγαλύτερη ακρίβεια χαρακτηρίζονται από σφάλμα 1-3 microns ανά 300 mm, και μερικά ακόμη λιγότερο. Για να ληφθεί ένα τεμάχιο για τη μελλοντική βίδα, το υλικό πρέπει να υποβληθεί σε μια σκληρή κατεργασία, μετά την οποία σκληρύνεται και αλέθεται στην απαιτούμενη κατάσταση.
Η ενόργανη όψη της σφαιρικής βίδας έχει τις περισσότερες φορές ακρίβεια έως και 250 nm ανά εκατοστό. Για να φτιάξετε τέτοια προϊόντα, είναι απαραίτητο να περάσετε από τη διαδικασία άλεσης και λείανσης. Είναι απαραίτητο να εκτελούνται αυτές οι εργασίες σε εξοπλισμό πολύ υψηλής ακρίβειας. Η πρώτη ύλη για τέτοιες βίδες είναι Invar ή κράματα Invar.
