Що, чому і як

Завдяки своїй здатності забезпечувати високу тягу та точне позиціонування, кулькові гвинтові передачі можна знайти в багатьох автоматизованих складальних пристроях, які потребують лінійного руху.

Кулькові гвинтові установки приводять у дію позиціонувальні установки для складання дрібних деталей. Кулькові гвинтові установки керують віссю Z у роботах та плунжером в електромеханічних складальних пресах. Завдяки високій жорсткості, низькій осідальній осі та високій швидкості переміщення, кулькові гвинтові установки можна побачити в багатьох складальних машинах електронної техніки, включаючи магазинні завантажувачі, принтери для пасти, дозатори та обладнання для розміщення та вставки.

Як і гвинти Acme, кулькові гвинтові установки перетворюють обертальний рух на лінійний. Але на відміну від гвинтів Acme, кулькові гвинтові установки мають увігнуту гвинтову різьбу, а кулькові підшипники обертаються між гвинтом і гайкою по рециркуляційній доріжці кочення. Таке розташування значно мінімізує механічний знос і дозволяє кульковому гвинту перетворювати понад 90 відсотків крутного моменту двигуна на тягу.

Різьба на кульковому гвинті може бути шліфованою або накатаною. Кулькові гвинти зі шліфованим різьбленням точніші, ніж ті, що мають накатане різьблення, але вони також дорожчі. Як і гвинти Acme, кулькові гвинти мають незначний люфт або відносний осьовий рух між гвинтом і гайкою, коли двигун не обертається. Як у кулькових гвинтах, так і в гвинтах Acme люфт зазвичай починається з 0,006 дюйма. Однак, зі зношуванням гвинта Acme, величина люфту збільшується. У кульковому гвинті цього не відбувається через його низький знос.

Чи є люфт проблемою, залежить від застосування. Наприклад, у випадку вертикального руху навантаження постійно тисне на гайку, тому люфт не є проблемою. Один зі способів усунути люфт – використовувати попередньо натягнуту гайку. Попередній натяг означає, що поверхня інтерфейсу між кульками та канавками попередньо напружена, тому в доріжці кочення немає зазору. Положення гайки повністю залежить від положення обертання вала. Попередній натяг також збільшує жорсткість системи.

Не слід ігнорувати опорні підшипники на кожному кінці кульового гвинта. Вони бувають простими, нерухомими або вільними. Прості опори, такі як кулькові підшипники, забезпечують хорошу радіальну жорсткість, але не осьову жорсткість. Нерухомі опори, такі як пари радіально-упорних підшипників, забезпечують жорсткість в обох напрямках. Вільна опора — це саме те, що вона не має — взагалі не має опори.

Те, наскільки добре ви підтримуєте кулькову гвинтову передачу, визначає, як швидко ви можете її обертати та яке навантаження ви можете на неї покласти. Визначаючи тип кулькових гвинтових передач, інженери повинні надати якомога більше інформації про застосування. Ця інформація повинна включати очікувані навантаження, напрямки, робочий цикл, хід та термін служби. Навіть умови навколишнього середовища важливі, оскільки вони можуть впливати на ущільнення підшипника.

Корі радить інженерам знати різницю між точністю, повторюваністю та роздільною здатністю, а також уникати вказівки більшої точності, ніж їм дійсно потрібно. Підвищення точності у гвинті є надзвичайно дорогим. Підвищення повторюваності – це різниця між стандартною гайкою та гайкою з попереднім натягом. Це коштуватиме дорожче, але не так дорого, як підвищення точності. Підвищення роздільної здатності – це дешево та легко.