Vše, co potřebujete vědět při výběru materiálů pro 3D tisk: rady a doporučení.
V současné době se jako jedna z několika možných alternativ využívá ve stavbě obráběcích center pro realizaci přímočarých posuvů elektromechanická posuvová soustava tvořená servomotorem s kuličkovým šroubem a maticí.
Princip kuličkového šroubu a matice je znám více než sto let. V tomto seriálu vás krok za krokem provedeme zajímavým světem tohoto typu pohybových (polohovacích) šroubů. Ve třetím pokračovaní se budeme zabývat způsoby předepínání matic, tuhostí a měřenými geometrickými charakteristikami.
Pro dosažení vysoké tuhosti a zajištění vymezení axiálních vůlí se mezi hřídel kuličkového šroubu a matici zavádí tzv. předepnutí. Při předepnutí je nejprve vymezena vůle mezi závitem matice i šroubu a kuličkou. Poté je záměrně zavedena pružná deformace mezi těmito elementy, jejíž velikost určuje tzv. předepnutí.
Výrobci užívají několik způsobů vymezení vůlí a předepnutí kuličkových šroubů a matic. (Zdroj: KSK Kuřim).
Pro zvětšení klikněte na obrázek.
Velmi užívaný způsob předepnutí je pomocí dvou matic. Jedna matice má přírubu pro připevnění ke stolu obráběcího stroje a druhá je bez osazení. Mezi čela těchto matic je vložen přesně nabroušený distanční kroužek, jehož tloušťka určí vzájemné posunutí matic do opačných směrů. Tím jsou kuličky v závitu pružně dotlačeny na opačné boky závitů, čímž je docíleno nejprve vymezení vůlí a následně pak předepnutí.
Stejného efektu je docíleno i v dalších dvou způsobech předepnutí. Matice je pouze jedna a tak nemůže být vkládána přesně nabroušená podložka, a proto se předepnutí dociluje zvláštní výrobou závitu v matici. Efekt vymezení vůle a následně předepnutí je docílen u jednochodého závitu nabroušením jeho diference. Pokud použijeme vícechodý závit, je předepnutí docíleno nabroušenou diferencí mezi jednotlivými chody závitu.
Další způsob vymezení vůlí a poté předepnutí je tzv. výběr kuliček. Mezi závit šroubu a matice je vkládána záměrně kulička o větším průměru, než je profil závitu. Její pružnou deformací dojde k předepnutí. Někteří výrobci používají levný způsob vymezení vůlí podélně rozřízlou maticí a následným sevřením jako u svěrného spoje docilují vymezení vůlí.
Další důležitou charakteristickou vlastností je tuhost kuličkového šroubu a matice, která je definována jako poměr zatěžující vnější axiální síly k axiálnímu posunutí matice na hřídeli kuličkového šroubu.
Poměr mezi vnější zatěžující axiální silou a silou předepnutí nazýváme předpěťovým poměrem. Hodnota předpěťového poměru určuje kvalitu vymezení vůlí mezi maticí a kuličkovým šroubem. Pokud je tento poměr roven hodnotě 2,83, dojde k eliminaci předpětí a dalším zvětšování vnějšího axiálního zatížení vznikne v kuličkovém šroubu a matici vůle. Aby tento případ nenastal, doporučuje se hodnota předpěťového poměru rovná 2. Pro stanovení velikosti předepínací síly je žádoucí přihlédnout k časovému průběhu vnější axiální síly tak, aby bylo zajištěno vymezení vůlí zejména v těch režimech provozu obráběcího stroje, kdy je nutná vymezená vůle.
Zavedením předepínací síly do kuličkového šroubu a matice vznikne moment pasivních odporů, jenž je dále funkcí stoupání a účinnosti této kinematické dvojice. Tento moment je také určován kvalitou výroby a montáže. Jeho velikost do značné míry určuje zejména u přesných obráběcích strojů kvalitu a opakovatelnost přesnosti polohování. Mimo to jeho velikost může způsobovat nadměrné oteplování hřídele kuličkového šroubu. Pro kvalitu kuličkového šroubu a matice je také určující naměřená tolerance (kolísání) momentu pasivních odporů.
Tři zkoušky uvedené v tabulce 1 jsou posuzovány podle naměřených hodnot pomocí laserového interferometru. Tabulka 2 prezentuje celkem sedm zkoušek, které jsou realizovány v souladu s normou ISO 231-1 a ISO 3408-3. Měření se vztahují pouze na hřídel kuličkového šroubu a kuličkovou matici.
Všemi uvedenými měřeními výrobci kuličkových šroubů a matic garantují podle vyrobených stupňů přesnosti uživatelům jisté atributy, které jsou předepsány tak, aby byly plněny budoucí požadavky na pohybové (polohovací) osy.
Na posuvové soustavy je kladena vysoká tuhost, velký regulační rozsah, přijatelná dynamika a kinematika a přesnost signálů bez zkreslení a kvalitní regulace. Kuličkový šroub a matice hrají v této soustavě hlavní roli. Existuje nespočet konstrukčních řešení a provedení této kinematické dvojice. V dalším dílu našeho seriálu se podíváme na základní výpočty kuličkových šroubů a matic.
prof. dr. Ing. Jiří Marek
KSK Kuřim
Česká republika, resp. tehdejší Československo, mělo bohatou historii ve výrobě obráběcích strojů. Kde v období největší slávy byli ve svých inovačních počinech současní světoví lídři, když např. kovosviťácký konstruktér Ladislav Borkovec se již v roce 1977 začal zaobírat myšlenkou multifunkčního soustružnicko-frézovacího stroje? Přes dřevěný kinematický model, který si vytvořil doma v dílně, vedla dlouhá cesta až k prototypu prezentovanému na EMO v Paříži v roce 1980. Po vyrobení 45 strojů řady MCSY, které nenazval nikdo jinak než „Boháro“, byla z ekonomických důvodů a nedostupnosti kvalitní řídicí elektroniky bohužel výroba v tehdejším Kovosvitu ukončena. Dva bývalé kovosviťáky, srdcem i duší, Jiřího Mindla a Vladislava Čítka, jsem díky jejich letitým zkušenostem celoživotního zasvěcení oboru obráběcích strojů požádal o rozpravu nad současným stavem tuzemského oboru výrobních strojů a nad tím, jaké jsou jeho případné perspektivy.
Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.
Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.
V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.
Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.
Jubilejní, již pátý ročník soutěže o Putovní pohár partnerských škol Siemens - Sinumerik Cup se letos konal v Mohelnici, v prostorech zdejší Střední školy technické a zemědělské a stejně jako před třemi lety, kdy tato škola byla hostitelem, i letos zdejší ředitel Jiří Ženožička se svým týmem organizaci pojal velmi profesionálně.
V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.
Redakce MM Průmyslového spektra věnovala šanghajskému veletrhu obráběcích strojů CCMT 2018 nemalou pozornost ve zpravodajství, které bylo uveřejňováno na webových stránkách v rubrice Očima redakce. V tomto článku a na přiložených obrázcích jsou zaznamenány veletržní postřehy, čínský kolorit, veletržní statistiky i holá fakta z oblasti čínského průmyslu. Něco málo o čínské výrobní technice a technologiích, které byly prezentovány na CCMT 2018, i pár dalších postřehů, jsme připravili do tohoto vydání.
Po sérii článků v minulém vydání se v posledním poohlédnutí po letošním hannoverském veletrhu EMO věnujeme důležité oblasti, a to jednoúčelovým strojům. I v letošním ročníku byla část expozic věnována této komoditě pro produkční výrobu a my se podíváme, co trh zákazníkům nabídl. Proč? Menším dílem proto, že se jim dlouhá léta autor (nejen) profesně věnuje, dílem podstatným proto, že jsou na nich „bytostně“ závislé veškeré obory nejen strojírenské či technické, ale i stavebnictví, telekomunikace, zdravotnictví a další.
Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.
Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem.
Proč jsme nejlepší?
a mnoho dalších benefitů.
... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou







