A csavaros sebességváltó a mechanikus kategóriájába tartozik. Ennek a műveletnek a fő célja a forgó mozgás transzlációs vagy fordítva történő átalakítása. Ez a fajta sebességváltó csak két elemből áll - egy csavarból és egy anyából.
Eszköz leírása
Amint már említettük, a csavarmeghajtó mechanizmust a mozgás átalakítására használják. A rendszer használatának legáltalánosabb példái az olyan eszközök voltak, mint az emelők, prések, fémvágó gépek, hengerművek, emelőberendezések stb. Érdemes megjegyezni, hogy ezek mind példák a forgó mozgás transzlációsvá alakítására. De a fordított eljáráshoz ezt az eszközt nagyon ritkán használják. Például a kamera filmjének mozgatásának mechanizmusa a mozgáskonverzió fordított elvén működik.
A rendszernek számos előnye van: csendes működés, zökkenőmentes kapcsolódás, egyszerű kialakítás, nagy erő érhető el.
Azonban számos hátránya is van: a spirális fogaskerekes fogaskerekek gyakran kiakadnak, és a hatásfoka, vagyis a hatásfoka alacsony.
Eszköz ésfaj
Jelenleg a rendszernek két fő egysége van. Az első típus egy rögzített anyát és egy mozgatható csavart tartalmaz, a második típus pedig éppen ellenkezőleg, egy mozgatható anyát és egy rögzített csavart tartalmaz. Az első kategóriába tartozó eszközök közé tartozik a csavaros emelő, a második csoportba pedig például szerszámgépek és egyéb eszközök vezércsavarjai használhatók.
Többféle csavaros fogaskerekes is létezik:
- Csúszó rendszer.
- Gördülő rendszer, amelyet az a tény jellemez, hogy az anyán vannak hornyok, amelyekbe golyókat helyeznek.
- Bolygógörgős fogaskerekek, amelyek meglehetősen ígéretesek, mivel nagy pontossággal és merevséggel rendelkeznek.
- Hullám típusú átvitel, meglehetősen kis transzlációs mozgások jellemzik.
- Hidrosztatikus csavaros sebességváltó alacsony súrlódással, alacsony kopással és meglehetősen nagy pontossággal.
Faragás és számítás
Amellett, hogy többféle rendszer létezik, többféle menet is létezik anyákhoz és csavarokhoz. Ha a legkisebb súrlódást kell biztosítani az alkatrészek között, akkor téglalap alakú nézetet kell használni. Itt azonban nagyon fontos megjegyezni, hogy az ilyen típusú csatlakozások gyárthatósága meglehetősen alacsony. Más szóval, lehetetlen egy ilyen menetet egy menetmarógépen elvágni. Ha összehasonlítjuk a téglalap és a trapéz alakú szálak szilárdságát, akkor az első jelentősen veszít. Emiatt a téglalap alakú menetek elosztása és használata a csavarhajtásokban erősen korlátozott.
Ezen okok miatt az erőátviteli csavarok fő típusa trapézmenet lett. Ennek a típusnak három lépcsőfoka van - kicsi, közepes, nagy. A legnépszerűbb a közepes hangmagasságú rendszer.
A csavaros hajtómű kiszámítása az áttétel számítására redukálódik. A képlet így néz ki: U=C/L=pd/pK. C a kerülete, L a csavar kivezetése, p a csavar menetemelkedése, K a csavar fordulatszáma.
Golyóscsavar (BSC)
Golyós csavar - ez a lineáris hajtás egyik fajtája, amely a forgó mozgás transzlációsvá alakítására is szolgál. Itt azonban van különbség, mégpedig az, hogy az ilyen típusú rendszereket nagyon csekély súrlódás jellemzi.
A csavar szerepét az ilyen rendszerekben a tengely tölti be, amely általában nagyon erős acélból készül. Ennek az eszköznek a felületén meghatározott alakú futópadok találhatók. Ez egy olyan eszköz, amely képes kölcsönhatásba lépni az anyával. Munkájukat azonban nem közvetlenül végzik, mint a hagyományos csavaros fogaskerekek esetében, hanem kis golyókon keresztül. A gördülési súrlódás elvét használja.
Ez az interakciós elv nagyon magas teljesítménytényezőt (COP), valamint nagy túlterhelési jellemzőket biztosít.
Gömbcsavarok alkalmazása és fejlesztése
A golyóscsavart leggyakrabban az iparban, például a repülőgépgyártásban, a rakétatudományban használják kormányok mozgatásárafelületek a járművekben. Egy ilyen rendszer legszélesebb köre a precíziós tervezésben, különösen a CNC gépeknél figyelhető meg.
Ennek a csavarnak a története meglehetősen szokatlan, mivel a legelső legpontosabb golyóscsavart alacsony pontosságú hagyományos csavarral hozták létre. A készülék megjelenése a következő volt: a csavarra egy rugóval megfeszített, több anyából álló kis szerkezetet szereltek fel, majd a teljes hosszon átlapolták.
Lehetővé vált mind a csavar, mind az anya menetemelkedési hibáinak átlagolása az elemek alap mentén történő mozgatásával, valamint a feszítési irány változtatásával.
Gömbcsavarok használata
A golyóscsavar hosszú élettartamának eléréséhez be kell tartani a rendszer működési szabályait. Annak érdekében, hogy minden mutatóját megfelelő szinten tudja tartani, beleértve a pontosságot is, nagyon fontos figyelemmel kísérni a készülék munkaterületének tisztaságát. Az üzemi gőzt nem szabad súroló hatású részecskéknek, például pornak, forgácsoknak stb. kitenni.
Az ilyen problémákat leggyakrabban úgy oldják meg, hogy gumiból vagy polimer anyagokból készült hullámos védelmet szerelnek fel az anyával ellátott csavarra. Ez teljesen kizárja a szennyeződés lehetőségét. Ha a rendszer nyitott módban működik, akkor ez a probléma más módon is megoldható. Ilyen esetekben egy kompresszort szerelnek be, amely nagy nyomás alatt tisztított levegővel látja el a működő gőzt.
MertMivel a rendszer a gördülési súrlódás elvén működik, lehetővé válik az előfeszítés, ami lehetővé teszi a hajtómű felesleges holtjátékának eltávolítását. A holtjáték az a rés, amely a forgó és a transzlációs mozgás között képződik abban a pillanatban, amikor az irányt változtat.
Sebességváltó minősége
Mint minden más rendszernek, ennek is megvannak a maga előnyei és hátrányai.
A készülék hátrányai közé tartozik, hogy túl nagy golyóscsavar működési szöge esetén van esély hátramenetre. Ennek az az oka, hogy túl kicsi a súrlódás ahhoz, hogy az anya ne reteszeljen felemeléskor. A lineáris erőt nyomatékká alakítja át. Ezenkívül nem javasolt az ilyen átviteli rendszerek használata kézi eszközökön.
Az előnye, hogy az alacsony súrlódási százalék alacsony disszipációt okoz, ami viszont nagymértékben növeli az egész rendszer hatékonyságát. E mutató szerint a golyóscsavar jobb, mint a sebességváltó bármely más analógja, amely részt vesz a forgó mozgás transzlációs átalakításában. A leggyakoribb golyóscsavarok maximális hatásfoka meghaladja a 90%-ot. Összehasonlításképpen tegyük fel, hogy a legközelebbi metrikus vagy spirális fogaskerekek maximális hatásfoka 50%.
Mivel gyakorlatilag nincs csúszás a golyóscsavarban, pozitív hatással van a golyóscsavar élettartamának meghosszabbítására és a gazdaságosságra, mivel a javítások, kenés vagy alkatrészcsere leállási ideje jelentősen lecsökken. Ezért ezek az eszközök a leginkábbnyereséges.
Gyártás és pontosság
A legpontosabb golyóscsavarokat csak az anyag csiszolásával lehet előállítani. Van egy másik módja a csavar beszerzésének - ez a recézés. A költség sokkal alacsonyabb lesz, mint a köszörülés, de a termékhiba körülbelül 50 mikron 300 mm-es löketenként. Vegye figyelembe, hogy a leginkább nagy pontosságú köszörült alkatrészeket 300 mm-enként 1-3 mikron hiba jellemzi, és néhányat még ennél is kevesebb. Ahhoz, hogy nyersdarabot kapjunk a jövőbeli csavarhoz, az anyagot durva megmunkálási eljárásnak kell alávetni, majd meg kell keményíteni és a kívánt állapotra csiszolni.
A golyóscsavar műszeres nézete leggyakrabban 250 nm/centiméter pontosságú. Az ilyen termékek előállításához az őrlési és őrlési folyamaton kell keresztülmenni. Ezeket a műveleteket nagyon nagy pontosságú berendezéseken kell elvégezni. Az ilyen csavarok alapanyaga az Invar vagy Invar ötvözetek.
