Интернет-магазин ЗЕТЕК
г. Москва, Варшавское шоссе, д. 1, стр. 6
Часы работы: с 9-00 до 18-00

Передача винт-гайка качения или шарико-винтовая передача является основным видом тягового устройства для станков с числовым управлением. Механизмы винт-гайка качения используют в приводе подач столов, суппортов, траверс почти всех станков малых и средних размеров, а также и некоторых тяжелых станках. Другой областью широкого применения механизмов является привод подач обычных станков, не оснащенных системами числового управления, таких, как фрезерные, токарные, расточные, сверлильные, шлифовальные, зубообрабатывающие, резьбообрабатывающие, агрегатные станки автоматических линий, копировальные и т. д. Причиной этого является высокая жесткость и беззазорность соединения винт-гайка, снижающие вибрации, существенно уменьшающие изнашивание и поломки режущего инструмента, повышающие чистоту и точность обработки. Иногда передачи винт-гайка качения применяют в приводе главного движения станков с возвратно-поступательным движением, в частности, в протяжных (при небольшой силе протягивания).

Основными преимуществами шарико-винтовой передачи являются: возможность передачи больших усилий; низкие потери на трение; КПД этих механизмов составляет 0,9÷0,95 по сравнению с 0,2÷0,4 для передач винт-гайка скольжения; малый крутящий момент на ходовом винте вследствие высокого КПД; возможность полного устранения зазора в механизме и высокая точность за счет создания предварительного натяга; создания натяга, обеспечивающего высокую жесткость; почти полная независимость силы трения от скорости и весьма малое трение покоя, что способствует обеспечению устойчивости (равномерности) движения; малая изнашиваемость, а следовательно, длительное сохранение точности; малое тепловыделение, снижающее температурные деформации винта и повышающие точность обработки; высокая чувствительность к микроперемещениям.

К недостаткам передач винт-гайка качения следует отнести отсутствие самоторможения, сложность изготовления, высокую стоимость, несколько пониженное демпфирование, а также необходимость надежной защиты от стружки и пыли.

Минимальный диаметр винтов 6 - 8 мм; максимальный 120 - 150 мм; длина достигает 10 - 12 м; статическая грузоподъемная сила более 1000 кН (шариковые), 2000—3000 кН (роликовые); динамическая грузоподъемная сила более 200 кН (шариковые), 300—520 кН (роликовые).

Схема шарико-винтовой передачи

Шариковая передача состоит из винта 1,гайки2, комплекта шариков 3, расположенных в винтовых канавках винта и гайки, канала для возврата шариков. Как и в шарикоподшипниках, шарики имеют линейную скорость в 2 раза меньшую, чем винтКанал возврата, соединяющий первый и последний (или промежуточный) витки гайки, обеспечивает возможность непрерывной циркуляции тел качения. Получили распространение следующие профили резьбы винта и гайки: полукруглый (рис. а)арочный с двухточечным контактом (рис. б)арочный с четырехточечным контактом (рис. в). Профиль резьбы задают в нормальном сечении, перпендикулярном винтовой линии, проходящей через центры шариков.

По примеру шарикоподшипников соотношение радиусов шарика и желоба для полукруглого и арочного с двухточечным контактом профилей r/r= 0,95 - 0,97. Для арочного профиля с четырехточечным контактом r/r= 0,83 - 0,87 из-за резкого возрастания сил трения при увеличении натяга. Угол контакта а в большинстве случаев равен 45°. При малых углах контакта передача имеет низкую осевую жесткость и нагрузочную способность, так как даже незначительная осевая нагрузка вызывает большие радиальные силы.

С увеличением угла контакта повышается нагрузочная способность и жесткость передачи, а также снижаются потери на трение. Широкое распространение в станкостроении получили _ профили с двухточечным контактом. Применение таких профилей обеспечивает наименьшее изнашивание передачи, хотя конструкция гайки для создания натяга в этом случае должна быть выполнена из двух частей. Четырехточечный контакт позволяет осуществить передачу без зазора или с натягом путем подбора шариков по диаметру. Арочный профиль с двухточечным контактом более удобен для измерения, чем полукруглый, и обеспечивает при зазоре в несколько микрометров точное положение шариков при входе их в рабочую зону, что повышает плавность работы передачи.

Конструктивные исполнения устройств возврата шариков могут быть сведены к двум основным группам.

К первой группе относятся механизмы, в которых шарики при возврате не выводятся каналом возврата из контактирования с поверхностью винта, а лишь направляются из впадины одного витка во впадину соседнего, куда они попадают, переваливаясь через выступ резьбы винта (рис. а); канал возврата шариков, соединяющий два соседних витка резьбы, выполняют в специальном вкладыше, который вставляется в окно гайки; в большинстве случаев в гайке делают три, четыре и шесть окон, расположенных соответственно под углом 120, 90, 60°; вкладыши и окна могут иметь различную форму (продолговатую, круглую и т. д.).

Ко второй группе относятся механизмы, в которых шарики при возврате выводятся отражателями из контактирования с поверхностью винта и направляются по каналу возврата, расположенному в теле гайки (см. рис. б); в качестве каналов возврата используют изогнутые трубки, профрезерованные снаружи или с торцов гайки пазы, просверленные осевые отверстия и т. д.

При двухточечном контакте тел качения все способы устранения зазора и создания натяга сводятся к изменению взаимного расположения двух гаек. Возможны два основных случая регулирования натяга: регулируется относительное осевое расположение гаек при неизменном угловом; регулируется угловое взаимное расположение гаек при неизменном осевомСила натяга может создаваться за счет деформирования контактирующих рабочих тел и деформирования пружин. В станках применяют первый способ, так как передача в этом случае воспринимает большие осевые нагрузки в обе стороны и обеспечивает высокую жесткость.

Основными требованиями, предъявляемыми к устройствам регулирования натяга, являются: возможность малых перемещений гаек в корпусе в осевом или угловом направлении без разборки узлов станка и надежная фиксация гаек после регулировки натяга.

Для обеспечения работоспособности и точности передачи к материалам винта и гайки предъявляют следующие требования: твердость рабочих поверхностей должна быть не ниже НКСЪ 58—60; упрочненный слой при применении закалки с нагревом ТВЧ, азотирования, цементации должен иметь определенную толщину, чтобы обеспечивать восприятие контактных напряжений без продавливания; постоянство размеров и формы винта при эксплуатации.

ООО "ЗЕТЕК" 2017. Все права защищены.

Сайт компании www.zetek.ru