Среди главных целей предприятия можно отметить стремление максимально поддержать развитие машиностроения. Активное участие в деятельности промышленных ассоциаций и сотрудничество с ними позволяет в определенной мере достигать поставленных задач. Предприятие "KSK Precise Motion" входит в такие организации, как:
Союз машиностроительных технологий, Европейская ассоциация отраслей станкостроения (CECIMO), Брненская региональная торгово-промышленная палата.
Назначение и применение
Шарико-винтовая передача (далее по тексту «ШВП») – механическая передача, с высокой степенью эффективности, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот (не является самоконтрящейся). Отличается высокой степенью жесткости, точности и стойкости.
ШВП применяются в самых различных областях машиностроения, благодаря своей высокой эффективности в связи с низким сопротивлением качения при передаче движения.
ШВП чаще всего используются в следующих отраслях:
-Автопром (домкраты для автомобилей, детали автомобилей);
-Производство медицинской техники (больничные кровати / Рентгены);
-Атомная промышленность (Механизмы управления подачи стержней / механизмы управления электрическими распределителями / заправочные машины);
-Металлургическая промышленность (подъем потолков, Металлургические заводы);
-Авиастроение (Детали самолетов, оборудование аэродромов);
-Производство обрабатывающих станков (Направляющие оси и механизмы перемещения станков с ЧПУ);
-Прочие отрасли станкостроения (деревообрабатывающие станки, упаковочные машины, станки для бумажной промышленности, станки для пластиковой промышленности, станки для специальной обработки).
Конструкция шарико-винтовой передачи
Шарико-винтовая передача – это узел, состоящий как правило из следующих частей:- винт шарико-винтовой передачи,
- гайка или две гайки (содержит элементы для переката шариков; обеспечивающие предварительный натяг; уплотнительные и смазочные элементы),
- шарики.
Способы изготовления резьбы шарико-винтовой передачи
Точность и качество шарико-винтовых передач в значительной степени зависят от уровня технологии производства. Для изготовления резьбы шарико-винтовых передач, как правило, используются следующие технологии:Шлифование (достигаемый класс точности шага резьбы на винте ШВП – вплоть до P1)
Накатка (достигаемый класс точности шага резьбы на винте ШВП – вплоть до T5)
Профиль шарико-винтовой передачи
Для достижения максимальной эффективности передачи необходимо добиваться идеальной формы профиля резьбы ШВП. Профиль резьбы наших ШВП не является круглым, он образован двумя радиусами, находящимися на разных осях по отношению друг к другу (так называемый профиль готической арки, см. рис.). Данная форма профиля резьбы обеспечивает идеальное соотношение эффективности и несущей способности шарико-винтовой передачи.
Методы установки предварительного натяга шарико-винтовых передач
Материалы, используемые для изготовления шарико-винтовых передач, и их термическая обработка
Для изготовления винтов шарико-винтовых передач мы используем стали марок 42CrMo4, CF53 и 14 260 (согласно стандарта ČSN). Для изготовления гаек чаще всего используется материал 100CrMn6.
Гайка и резьбовая часть винта закалены до твердости 58-60 HRC. Сердцевина и резьбовая часть винта обладают минимальной прочностью Rm = 650 MПa. Для проверки качества материала мы проводим длительные испытания долговечности с последующим анализом наиболее изношенных частей передачи по достижении заданной границы износа. На основании полученных данных и информации о условиях эксплуатации оборудования можно спрогнозировать реальный срок службы изделия или предложить для данных условий оптимальное техническое решение.
Несущая способность, жесткость и стойкость передачи
Следующим основным техническим параметром при выборе шарико-винтовой передачи является ее нагрузочная способность. У шарико-винтовых передач мы различаем два типа нагрузочной способности:
- Статическую несущую способность («Co»), являющуюся статической нагрузкой, которой соответствует общая постоянная деформация шарика и дорожки качения в месте контакта, подвергающемся наибольшей нагрузке – при этом деформация равна 0,0001 от диаметра шарика Dw.
- Динамическую несущую способность («Ca»), являющуюся постоянной, неизменной нагрузкой, которую шарико-винтовая передача теоретически может передавать при основной износостойкости L10 = 1×106 оборотов.
Для определения основной износостойкости, которая в свою очередь определяется в качестве величины, выражающей с 90%-й вероятностью количество совершенных оборотов винта по отношению к корпусу гайки при нагрузке с силой F до возникновения первых признаков усталости материала или износа рабочих элементов передачи, действительно следующее отношение:
Для достижения высокой степени жесткости и устранения люфта по оси в передачу вносится параметр так называемого предварительного натяга Fv таким образом, чтобы величина осевой силы Fa, при которой еще не должно быть люфта в передаче при предварительном натяге Fv, соответствовала следующему условию:
К определению силы Fa, а значит и предварительного натяга, необходимо подходить расчетливо, с учетом динамики изменения нагрузки на шарико-винтовую передачу по времени, поскольку предварительный натяг уменьшает срок службы передачи.
Точность установки шарико-винтовых передач
Шарико-винтовые передачи требуют точной и жесткой установки с соблюдением параллельности осей шарико-винтовой передачи и направляющих поверхностей с отклонением не более 0,02 мм / 1000 мм. Также установка гаечного блока должна обеспечивать её перпендикулярность к продольной оси винта с отклонением до 0,01 мм / 100 мм. Гаечные блоки могут нагружаться только в осевом направлении.
В случае использования длинных и тонких винтов в конструкции приводного узла должен быть надлежащим образом исключен прогиб винта, возникающий под воздействием его собственного веса (установка опор или применение ШВП с вращающейся гайкой).
Порядок действий при снятии и установке гайки
В случае необходимости демонтажа гайки с шарико-винтовой передачи и последующей ее установки обратно на винт необходимо действовать согласно приведенной ниже инструкции. Но нужно помнить о том, что в случае повреждения шарико-винтовой передачи из-за неквалифицированного монтажа или демонтажа, гарантия на данное изделие снимается.
РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ НОВОЙ ШАРИКО-ВИНТОВОЙ ПЕРЕДАЧИ
Комплексный конфигуратор шарико-винтовых передач Вы можете найти на нашем сайте. Конкретные действия по использованию данного конфигуратора описаны ниже.
Выбор типа и варианта исполнения шарико-винтовой передачи из предлагаемого ассортимента определяется прежде всего функциональным назначением, требуемыми свойствами и рабочими условиями. В случае необходимости получения консультации при проектировании ШВП свяжитесь с нашей службой технической поддержки, которая Вам охотно поможет подготовить проект.
Выбор типа шарико-винтовой передачи
Прежде всего при проектировании шарико-винтовой передачи необходимо тщательно подобрать ее тип. Этот выбор проводится в зависимости от того каковы требования к точности шарико-винтовой передачи, качеству хода, цене и т.п. Предлагаются 4 основных варианта:
Данный тип шарико-винтовых передач имеет на практике очень широкое применение из-за его универсальности, отличных технических параметров и широкого диапазона вариантов исполнения.
Основные технические параметры:
- диаметр от 12 до 200 мм;
- длина до 15,5 м;
- классы точности P1, P3, P5;
- минимальная прочность материала вала Rm = 800 МПа;
- КПД 94–97 %;
- эксплуатационные температуры от -40 до +80 °C (в зависимости от типа смазки).
Применение:
Станки шлифовальные
Станки фрезерные и расточные
Обрабатывающие центры
Прецизионные токарные станки
Иное оборудование, требующее точного позиционирования
Основные свойства
- точные позиционирующие передачи
- широкий диапазон размеров и величин шага резьбы
- установка заданного предварительного натяга
Передачи с катаной резьбой – Basic Screw
Транспортные шарико-винтовые передачи применяются в узлах и оборудовании, где не предъявляется высоких требований к точности позиционирования, например, у транспортного и подъемного оборудования, деревообрабатывающих станков и прочего. Резьба винта изготовлена методом накатки.
Основные технические параметры:
- диаметр до 63 мм,
- классы точности: T5, T7
- минимальная прочность материала вала Rm = 650 МПа
- эксплуатационные температуры от -20 до +60 °C (в зависимости от типа смазки)
Основные свойства
- соотношение цена / качество
- геометрия, технические параметры, точность позиционирования, срок службы и нагрузочная способность согласно ISO 3408
Применение:
- механизмы линейного перемещения
- деревообрабатывающие станки
- промышленная автоматизация
- прочее
Шарико-винтовые передачи с повышенной грузоподъемностью – Heavy Duty Screw
Шарико-винтовые передачи с повышенной грузоподъемностью отличаются по сравнению со стандартными более высокой жесткостью и нагрузочной способностью, превышающей стандартные значения почти в 3 раза. Данные шарико-винтовые передачи характеризуются меньшей эффективностью и предназначены только для применения на тихоходном оборудовании. Эти передачи стандартно изготавливаются без предварительного натяга.
Основные технические параметры:
- рекомендуемый диапазон диаметров резьбы от 40 до 200 мм
- минимальная прочность материала вала Rm= 900 МПа
- КПД 93-95 %
- необходимо применения смазок для высоконагруженных режимов работы
- Динамические нагрузки до 4 000 000 Н
Основные свойства
точные шарико-винтовые передачи для больших осевых нагрузок с длительным сроком службы
Применение:
- Термопластавтоматы
- Электрические прессы
- Подъемное оборудование
- Замена гидроцилиндров
- Другие
Специальные шарико-винтовые передачи – Special Screw
К категории специальных шарико-винтовых передач относятся, например:
Телескопическая шарико-винтовая передача:
- используется там, где необходимо достичь малых габаритных размеров и большого хода (например, рабочие площадки, платформы-гексаподы и т.п.)
- речь идет о телескопическом узле, состоящем из нескольких, завинченных друг в друга шарико-винтовых передач, гайки которых одновременно выполняют функцию подшипника для фиксации соответствующего винта
- телескопическая шарико-винтовая передача заменяет гидравлические цилиндры благодаря простоте монтажа, эксплуатации и обслуживания.
Беспрофильная шарико-винтовая пара:
- беспрофильная шарико-винтовая передача предназначена прежде всего для подвижных механизмов манипуляторов и транспортного оборудования, которые требуют эффективного преобразования вращательного движения в поступательное, без особых требований к жесткости и несущей способности передачи. Они обусловлены простотой, легкостью обслуживания и простым изготовлением.
- профильная резьба имеется только в гайке шарико-винтовой передачи, а передача усилия реализуется шариками, работающими между данным профилем и гладкой цилиндрической поверхностью вала. Данная конструкция использует для передачи усилия упругую деформацию поверхности закаленного и отшлифованного цилиндрического вала при качении шариков по профилю внутренней резьбы гайки.
Выбор типа гайки
Выбор способа переката шариков
Номинальный диаметр резьбы d0 избирается в соответствии с доступными размерами и требуемой функцией согласно вариантов технического исполнения ШВП. Номинальный диаметр резьбы определяет продольную жесткость винта шарико-винтовой передачи в зависимости от ее длины и способа установки. От номинального диаметра винта d0 зависят максимальные обороты nmax по отношению к скорости вращения шариков в используемой передаче, а также процесс смазки.
Выбор шага резьбы
Шаг резьбы P определяет перемещение гайки, которое она совершает за один оборот винта шарико-винтовой передачи. Стандартные варианты комбинаций диаметра резьбы и ее шага Вы найдете в нашем каталоге (по запросу).
Выбор класса точности передачи
Класс точности – шарико-винтовые передачи предлагаются в нескольких классах точности, градация которых описана в ISO 3408. Самые высокие классы точности часто используются в случаях, когда необходимо очень точное позиционирование (например, у обрабатывающих станков с числовым программированием). Низкие классы точности часто используются там, где требования к точности позиционирования невысоки (например, у манипуляторов). Классы точности приводятся в следующей таблице:
Выбор общей длины винта и длины его резьбовой части
Общая длина винта или длина резьбы – это одни из самых важных параметров шарико-винтовой передачи. Предлагаемые величины длин винта технологически ограничены и напрямую зависят от выбранного класса точности и параметров резьбы. Стандартизированные величины длин винта сформированы в таблице ниже.
*Если таблица не содержит требуемую величину, то это не означает, что мы неспособны изготовить данное изделие. В таких случаях просим обращаться к нашему отделу технической поддержки, специалисты которого Вам охотно помогут.
Предварительный натяг
В соответствии с требуемой точностью позиционирования и жесткостью передачи подбирается способ сопряжения гайки по винту и величина предварительного натяга. Обращаем Ваше внимание на то, что с растущим значением величины предварительного натяга уменьшается долговечность шарико-винтовой передачи. Стандартно предлагаются следующие варианты:
- Гайка с зазором.
- Гайка с предварительным натягом величиной 3% от динамической нагрузки (рекомендуется для точного позиционирования и шарико-винтовых передач, работающих с малой нагрузкой).
- Гайка с предварительным натягом величиной 5% от динамической нагрузки (рекомендуется для точного позиционирования и шарико-винтовых передач, работающих со средней нагрузкой).
- Гайка с предварительным натягом величиной 10% от динамической нагрузки (рекомендуется для точного позиционирования и шарико-винтовых передач, работающих с большой нагрузкой).
Выбор системы смазки шарико-винтовой передачи
Шарико-винтовые передачи смазываются маслом или консистентной смазкой. Способ смазки и используемые материалы подобны тем, которые применяются для подшипников качения. Необходимое количество смазки для конкретной гаечной группы может быть рассчитано по запросу.
Смазка маслом
Обычно для смазки шарико-винтовых передач используются такие же масла, как и для подшипников качения, т.е. минеральные масла для коробок передач и подшипников с минимальной вязкостью 50 мм2/с при температуре 40°C. Количество используемого масла зависит от условий эксплуатации.
Применение консистентной смазки
В случае применения консистентной смазкой рекомендуются смазки класса 2 согласно DIN 51825.
При стандартном режиме эксплуатации станка смазка пополняется раз в 6 - 10 месяцев. Во время эксплуатации нельзя смешивать смазки, обладающие различными свойствами.
Выбор уплотнения шарико-винтовой передачи
Тип уплотнения выбирается в зависимости от среды, в которой шарико-винтовая передача работает. Стандартно мы предлагаем 3 типа уплотнения:
Выбор геометрии концов винта
Стандартные варианты исполнения концов винтов приводятся в каталоге «Стандартные концы винтов шарико-винтовых пар». Помимо изготовления стандартных концов мы можем предложить любые варианты исполнения концов винта по заданию заказчика.Поставщик Шарико-винтовых передач
ООО «АПЕКС-ЭКВИП»
Беньковская Евгения
Тел. +7(495)981-96-19
http://apeks-equip.ru/
