Témata
Reklama

Technické aspekty aplikace kuličkových šroubů

Technické a užitné parametry kuličkových šroubů umožňují zabezpečit požadovaný přesný mechanický a vysoce účinný převod rotačního pohybu na přímočarý.

Společnost Kuličkové šrouby Kuřim, a. s., vyrábí kuličkové šrouby pro pohony obráběcích strojů již bezmála pětatřicet let. Výběr typu a provedení kuličkového šroubu z nabízeného výrobního sortimentu se řídí především funkčním určením, požadovanými vlastnostmi a provozními podmínkami. Shrňme si proto základní parametry a provedení kuličkových šroubů.
Reklama
Reklama

Průměr a stoupání závitu

Jmenovitý průměr závitu určuje především vzpěrnou tuhost hřídele kuličkového šroubu a jeho maximální otáčky ve vztahu k rotujícím hmotám a možnému rozkmitání hřídele dle jeho délky a uložení. Od jmenovitého průměru hřídele d0 je odvozována i závislost jeho maximálních otáček nmax. ve vztahu k rychlosti oběhu kuliček v použitém převodu a mazání tak, že součin jmenovitého průměru a otáček je charakteristickou hodnotou, tzv. otáčkovým faktorem, limitující použití a funkčnost kuličkového šroubu.
Velikost stoupání závitu určuje dynamické vlastnosti převodu, třída přesnosti provedení pak výslednou pracovní přesnost polohování. Ve výrobním programu společnosti jsou kuličkové šrouby se stoupáním od 3 do 40 mm ve třídách přesnosti IT 1 až IT 5 (ISO 3408, DIN 69051), dle jmenovitých průměrů a typu převodu. Velikost stoupání předurčuje maximální velikost použitých kuliček a má tak přímou souvislost s celkovým počtem kuliček v převodu či pracovním závitu matice. Pro zajištění správné funkce převodu platí omezení počtu kuliček v jednom pracovním závitu na cca 100 ks a tím je dáno i minimální možné stoupání pro konkrétní jmenovitý průměr šroubu.
Kombinací zvoleného jmenovitého průměru, stoupání, druhu mazání a typu převodu lze získat široké spektrum dosažitelných posuvových rychlostí, odpovídajících potřebám náhonu suportu s kuličkovým šroubem, jak je patrné z grafu.

Únosnost a tuhost kuličkového šroubu

Dalším určujícím technickým parametrem pro výběr kuličkového šroubu je jeho únosnost, která je, obdobně jako u kuličkových ložisek, charakterizována statickou únosností Co a dynamickou únosností Ca. Statická únosnost je definována jako zatížení vyvolávající trvalou deformaci funkční plochy závitu či povrchu kuličky o průměru Dw rovnou 0,0001 Dw. Dynamická únosnost odpovídá zatížení, které musí kuličkové šrouby přenášet při splnění základní trvanlivosti L10 = 1 . 106 otáček.
Základní trvanlivost je definována jako hodnota vyjadřující s 90% spolehlivostí počet vykonaných otáček hřídele vzhledem k tělesu matice při zatížení silou F do vzniku prvních známek únavy materiálu či opotřebení funkčních prvků převodu. Pro její stanovení platí následující vztah:
L10 = (Ca / F)3 . 106 [otáček]
Další důležitou charakteristickou vlastností kuličkových šroubů je tuhost kuličkového převodu R, která je definována jako poměr zatěžující vnější axiální síly Fa k axiálnímu posunutí matice d na hřídeli kuličkového šroubu:
R = Fa / d [N.m-1]
Pro dosažení vysoké tuhosti a zajištění vymezení axiálních vůlí se do převodu vnáší tzv. předepnutí Fv tak, aby poměr zatěžující axiální síly Fa, při které ještě nemá docházet ke vzniku vůle v převodu a předepnutí Fv, odpovídal následující podmínce:
Fa/Fv = 2,83
Ke stanovení síly Fa a tím i předepnutí je třeba přistupovat uvážlivě s přihlédnutím k časovému průběhu zatížení kuličkového šroubu, neboť předepnutí snižuje účinnost a životnost převodu, což je patrné z grafu.
Ve výrobním sortimentu společnosti Kuličkové šrouby Kuřim jsou přesné kuličkové šrouby ve jmenovitých průměrech 12 až 125 mm a v závitových délkách až do 5000 mm. Možnosti aplikace tak zahrnují nejrůznější stroje a zařízení s definovanými požadavky na kvalitu a přesnost.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 10451
Datum: 11. 04. 2001
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Silná geometrie s měkkým řezem

Existují prezentace produktů, které je potřeba přečíst si několikrát, než je člověk pochopí. Tato prezentace k nim ovšem nepatří. S-Cut SC-UNI je fréza, jejíž funkční princip lze přes její unikátní provedení, nebo právě proto, velmi snadno vysvětlit. Její břity ve tvaru S a extrémně nestejné dělení potlačující chvění vyvolané procesem obrábění vytvářejí z této frézy vysoce kvalitní nástroj, který v rámci veškerých srovnávacích testů poráží porovnávané frézy.

Zprovoznění motorových vřeten systémem Plug and Play

Společnost Siemens AG spolu se svým dceřiným podnikem Weiss Spindeltechnologie GmbH ze Schweinfurtu vyvinula elektronický modul pro vřetena s označením SMI 24, který ve spojení se systémem Sinumerik CNC výrazně ulehčuje zprovoznění vřetena obráběcího stroje. Uživatel si navíc může nechat zobrazit, pokud je vřeteno příslušně vybaveno, různá statistická vyhodnocení, jako např. teplotní průběhy, dobu běhu, otáčky a profily krouticích momentů.

Hydrostatika zvyšuje užitnou hodnotu obráběcích strojů

Hydrostatické vedení je jedním z typů lineárních vedení, která se používají u obráběcích strojů. Princip je znám dlouhá léta, přesto lze na komponentech, které zajišťují jeho funkci, stále co vyvíjet a vylepšovat. Příkladem tohoto úsilí je výsledek spolupráce firem Toshulin a Argo-Hytos.

Související články
Modulární vřetenové jednotky s převodovkou

Novou variabilní řadu vřeten MGS představila firma Weiss Spindeltechnologie, dceřiná společnost koncernu Siemens AG, výrobcům obráběcích center požadujícím velké krouticí momenty. Tímto počinem konstruktéři strojů získávají pro své projekty řešení pomocí modulárních vřeten různých krouticích momentů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Efektivní výroba velkých kuličkových šroubů

Snad každý výrobce komponentů pro strojírenství řeší problematiku jejich efektivní výroby při splnění všech požadavků na kvalitu. Jednou z cest realizace této podmínky konkurenceschopnosti je využívání nových technologií a nástrojů.

Elektronické vačkové systémy a bruska radiálních vaček

VÚTS, a. s., se více než 30 let zabývá výpočty, konstrukcí a výrobou klasických vačkových mechanismů. Výroba radiálních a axiálních vaček technologiemi frézování, broušení a elektroerozivního obrábění se za tuto dobu stala standardem pro domácí i zahraniční odběratele. V současnosti se VÚTS zabývá také možnostmi aplikací elektronických vaček, jejichž hlavní předností je pružná změna pohybových funkcí.

Kuličkový šroub s klecí

Společnost Kuličkové Šrouby Kuřim vystavila na MSV v Brně svůj nově vyvinutý výrobek - kuličkový šroub s klecí. Tento produkt byl přihlášen do soutěže Zlatá medaile a byl oceněn za nejlepší inovační exponát v kategorii komerční produkt.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Harmonizace ve svařování

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.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Optimalizace péče o ložiska zabraňuje odstávkám výroby

Ložiska jsou vysoce namáhanými součástmi pohonů, které v průběhu času podléhají opotřebení. S ohledem na to je zvláště důležité zahrnout je do plánů údržby, protože tato strategie pomáhá prodloužit životnost strojů nebo zařízení.

Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Kuličkové šrouby a matice ve stavbě CNC obráběcích strojů, část 5.

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.

Reklama
Předplatné MM

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?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit