Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Technické aspekty aplikace kuličkových šroubů
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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.

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.

Další články

Obráběcí stroje a technologie
Převody/pohony/ložiska/spojky

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: