Шарико винтовая передача чертеж

    Шариковая винтовая передача (ШВП) состоит из винта и гайки и служит для преобразования вращательного движения в поступательное. В шарико-винтовых передачах на винте 1 и в гайке 2 выполнены винтовые канавки (резьба) криволинейного профиля, служащие дорожками качения для шариков, размещенных между витками винта и гайки. Наибольшее распространение получила резьба с полукруглым профилем. При этом вращение закрепленной от осевых перемещений гайки вызывает поступательное перемещение винта, или вращение закрепленного от осевых перемещений винта приводит к поступательному перемещению гайки.

    Основные геометрические параметры передачи: номинальный диаметр d0, т.е. диаметр расположения центров тел качения, шаг резьбы Р и диаметр Dw тел качения (обычно Dw = 0,6Р).

    Достоинства шарико-винтовой передачи: возможность создания больших осевых сил; малые потери на трение (КПД передачи 0,9 и выше); возможность получения поступательного перемещения с высокой точностью; малые габариты при высокой несущей способности; значительный ресурс.

    К недостаткам можно отнести сложность конструкции гайки, необходимость высокой точности изготовления и хорошей защиты передачи от загрязнений.

Шарико-винтовые передачи применяют в механизмах точных перемещений, в следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника, атомная энергетика, кузнечно-прессовое оборудование и др.).

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

    При вращении винта шарики увлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и. выкатываясь из резьбы, через перепускной канал (канал возврата) возвращаются в исходное положение. Таким образом перемещение шариков происходит по замкнутому внутри гайки контуру. Наиболее распространена конструкция ШВП. в которой канал возврата соединяет два соседних витка.

    В станкостроении применяют трехконтурные гайки. Перепускной канал выполняют в специальном вкладыше, который вставляют в овальное окно гайки.

В трехконтурной гайке предусматривают три вкладыша, расположенные под углом 120° один к другому и смещенные по длине гайки на один шаг резьбы по отношению друг к другу.

Таким образом шарики в гайке разделены на три (по числу рабочих витков) независимых группы.

•     При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте путь, равный длине одного или нескольких витков, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша и возвращаются обратно в исходное положение на исходный виток гайки.

ПРОФИЛЬ РЕЗЬБЫ

    Основные параметры полукруглого профпля резьбы (рис. 1. а):

R = (0,515…0,525) Dw — радиус канавок; α = 45° — угол контакта шариков; ψ = arctg [Pz / (πdo)] — угол подъема резьбы (здесь z — число заходов резьбы).

    На рис. 1. б показан в нормальном сечении профиль резьбы винта с разгрузочной канавкой, а в табл. 1 приведены размеры разгрузочных канавок по ОСТ 2 РЗ1-5-89. 1. Размеры разгрузочных канавок, мм

Номинальный диаметр d0	Шаг резьбы Р	b	r	Номинальный диаметр d0	Шаг резьбы Р	b	r
162525323240404050	2,55,010,05,010,05,06,010,05,0	-1,01,51,01,51,01,01,51,0	-0,550,850,550,850,550,550,850,55	5050638080100100125	10,012,010,010,020,010,020,020,0	1,51,81,51,53,01,53,03,0	0,850,950,850,851,600,851,61,6

ШВП С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАТЯГОМ

1.     С целью устранения осевого зазора в сопряжении винт-гайка и повышения тем самым осевой жесткости и точности перемещения ведомого элемента ШВП собирают с предварительным натягом.

   Для передачи с полукруглым профилем резьбы натяг создают установкой двух гаек с последующим относительным их осевым смещением. Относительное смещение гаек осуществляют установкой прокладок между ними или их относительным угловым поворотом.

   Профиль резьбы и конструкцию гайки (канал возврата шариков, регулирование натяга и т.д.) определяет завод-изготовитель.

•     Шариковые винтовые передачи применяют в широком диапазоне размеров.

ТИПОРАЗМЕРЫ ШАРИКОВЫХ ВИНТОВЫХ ПЕРЕДАЧ по ГОСТ 25329-82

Номинальный диаметр, do, мм	Номинальный шаг Р, мм
2,5*	3	4	5*	6	8	10*	12	16	20*
6	+
8	+
10	+
12	+	+	+	+
16	+	+	+	+	+
20	+	+	+	+	+
25	+	+	+	+	+
32	+	+	+	+	+	+
40	+	+	+	+	+
50	+	+	+	+	+	+
63	+	+	+	+	+	+	+
80	+	+	+	+	+	+
100	+	+	+	+	+
125	+	+	+	+
160	+	+	+	+
200	+	+	+	+
* Предпочтительные шаги

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

    Технические условия на шарико-винтовые передачи, применяемые в станкостроении, установлены ГОСТ 2 РЗ1-5-89. Этот стандарт распространяется на ШВП, применяемые для комплектации металло- и деревообрабатывающих станков, промышленных роботов, кузнечно-прессового оборудования.

1.     Стандарт устанавливает основные размеры, основные параметры, комплектность, маркировку, порядок и состав приемосдаточных испытаний, упаковку, условия транспортирования и хранения, указания по эксплуатации и гарантии завода-изготовителя централизованно изготовляемых ШВП.
2.     В стандарте учтены требования ISO/DP 8931, ISO/DP 8932, ISO/DP 3408, ISO/DP 9783, ISO/DP 9784.
3.     Корпусные передачи изготовляют в 4-х исполнениях:
4. I — ШВП с одной или двумя гайками без корпуса; II — ШВП с двумя гайками в цилиндрическом корпусе, имеющем фланец; III — ШВП с двумя гайками в призматическом корпусе, имеющем сквозные крепежные отверстия; IV — ШВП с двумя гайками в призматическом корпусе, имеющем глухие резьбовые крепежные отверстия.
5. Применение ШВП исполнения III является непредпочтительным.

    Бескорпусные ШВП рекомендуют применять при новом проектировании.

    По точностным параметрам ШВП разделяют на позиционные и транспортные (ОСТ 2 РЗ1-7-88). Позиционые ШВП позволяют произвести косвенное измерение осевого перемещения в зависимости от угла поворота и хода резьбы винта. В транспортных ШВП перемещения измеряют прямым методом с помощью отдельной измерительной систем не зависящей от угла поворота винта.

    Классы кинематической и геометрической точности ШВП должны соответствовать ОСТ 2 РЗ 1-4-88. Согласно этому стандарту' установлены классы точности для позиционных (П) и транспортных (Т) ШВП соответственно: П1, П3, П5, П7 и Т1, ТЗ, Т5, Т7, T9, Т10.

•     Внутризаводские приемосдаточные нормы кинематической точности должны соответствовать ГОСТ 2 Р31-5-89.
•     Согласно ОСТ 2 РЗ1-5-89 качество материалов, обработки и сборки ШВП должно соответствовать ГОСТ 7599-82, а для поставок на экспорт — ОСТ 2 Н06-1-86.

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ

1.     При проектировании, в соответствии с основными критериями работоспособности шарико-винтовых передач расчет ведут по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивания рабочих поверхностей) и по статической грузоподъемности для предупреждения пластического деформирования тел и поверхностей качения.
2.     При выборе значений динамической Са и статической Сoа грузоподъемностей, а также минимальных и максимальных значений момента Txx холостого хода ШВП можно ориентироваться на данные таблицы 2.
3.     Базовая статическая осевая грузоподъемность Сoа — статическая осевая сила (Н), которая вызывает общую остаточную пластическую деформацию шарика, канавок винта и гайки, равную 0,0001 диаметра шарика.

2. Базовые грузоподъемные характеристики ШВП

Типоразмер d0 x Р, мм	Грузоподъемность, Н	Момент холостого ходаTxx, Н·м
статическая Сoа	динамическая Са	min	max
16×2,5 25x525x1032x532x1040x540x640x1050x550x1050x1263x1080x1080x20100x10100x20125x20	9600 2810048800375006500049400564008590062800112500119900149700197700297600251100386400729000	500016580464001771049800191702370054700206405775065400620306688014340071840151800278000	0,050,080,110,180,220,300,320,450,500,480,490,751,232,302,042,752,80	0,200,320,350,560,600,840,830,951,351,231,092,033,253,885,205,235,50

Примечание. Приведенные значения для корпусных ШВП соответствуют исполнениям II, III и IV.

    Базовая динамическая осевая грузоподъемность Са — осевая сила, которую шарико-винтовая передача может воспринимать при базовой долговечности, составляющей 1.000.000 оборотов винта.

    Базовые грузоподъемности соответствуют передаче, выполненной из обычно применяемых сталей (см. табл.3). При отличии свойств материала от обычных, а также в зависимости от класса точности, твердости рабочих поверхностей и др. вычисляют значение скорректированной статической и скорректированной динамической грузоподъемности.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

    Технические требования на основные детали шарико-винтовых передач, применяемых в станкостроении, установлены ОСТ 2 РЗ1-5-89 (табл. 3). Нормы точности винта — по ОСТ 2 РЗ1-4-88.

3. Технические требования на основные детали ШВП

Наименование детали	Материал	Твердость рабочих поверхностей HRCэ	Параметр Ra, мкм,шероховатости рабочей поверхности, не более
Винт	Сталь 8ХФ ГОСТ 5950-2000Сталь 8ХФВД ТУ 3-213-84	59 — 63	0,63
Гайка	Сталь 9ХС ГОСТ 5950-2000Сталь ШХ15 ГОСТ 801-78	59 — 63	0,63
Вкладыши

Шариковые винтовые передачи — Концерн "Инмаш"

Производcтво прецизионных шариковых винтовых передач с 1983 года.

Производcтво прецизионных шариковых винтовых передач с 1983 года.

Производcтво прецизионных шариковых винтовых передач с 1983 года.

Производcтво прецизионных шариковых винтовых передач с 1983 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ о подтверждении производствапромышленной продукции на территории РФ

• Производство прецизионных шариковых винтовых (ШВП) передач с 1983 года, класса точности — П1,П3,П5,П7, Т1, Т3, Т5, Т7 по ОСР 2 Р31-4-88, IT1, IT3, IT5, Т3, Т5, Т7 по ISO3408.
• Всегда свыше 500 готовых ШВП на складе.
• Максимальный срок изготовления – 55 рабочих дней.
• Освоенная технология изготовления 700 наименований шариковых винтовых передач для отечественных и зарубежных станков, модернизации и ремонта, также для исполнительных механизмов.
• Заключение о подтверждении производства промышленной продукции на территории Российской Федерации, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 17 июля 2015 г. № 719
• Информирование заказчика о стадии производства заказанной ШВП.
• Отгрузка в течение дня (при наличие на складе).
• Изготовленные нами ШВП проходят проверку характеристик на испытательных стендах:

• обкаточном;
• осевой жёсткости;
• холостого хода;
• кинематической точности;
• накопленной погрешности с помощью лазерного интерферометра Renishaw.

Метрологическое и специальное оборудование обеспечивает контроль по всем техническим и эксплуатационным характеристикам: обкатка ШВП – стенд С353147; колебания момента холостого хода – стенд С353138; осевая жесткость – стенд С3531 — 37; кинематическая точность –измерительная машина МС 4851, микроскоп ДИП1.

Производимые нами ШВП обеспечивают:

• высокую точность позиционирования;
• плавность и бесшумность работы;
• лёгкие усилия перемещения;
• высокую осевую жёсткость;
• долговечность;
• высокий КПД (до 95%).

Мы производим ШВП как по чертежам Заказчика, так и по чертежам, разработанным ООО Концерн «Инмаш».

модель Станка Наименование швп размеры швп класс точности вес, кг чертеж

3Д711АФ11	3Д711АФ11.000	32/5-П3 737×400
3Д711ВФ11	3Д711ВФ11.36.1.030.1.00	40/6-П3 928×716	12
3Д725,3Д732,	3Д725.502.010	80/10-П3 825×765	32
3Д756,3Е756	3Е756.305.000	80/10-П3 840×655	36,5
3Д756,3Е756	3Д756.303.000	80/10-П3 790×605
3Е12	3Е12.00.000	40/5-П5 711×238	8,5
3К152ВФ20	3К152ВФ20.200.1.100	63/10-П3 945×691	21,3
3К228В,3М227ВФ2	3М227ВФ2.01.000	32/5-П5 288×170
3К228В,3М227ВФ2	3К228В.15.000	32/5-П3 345×185	4,37
3Л722А,3Л722В	3Л722А.000.000	40/5-П5 720×555	8
3М132МВФ2	3М132МВФ2.000БК	63/10-П3 907×518	46,67
3М153	3М153.100	40/5-П3 600×247	6,7
3М161Е	3М161Е.00	63/10-П5 922×503	18,6
3М174,3М175	3М174.000	63/10-П3 1183×588	21,4
3М174,3М175	3М175.000	63/10-П5 1183×588	10,7
3У12АФ11	3У12АФ11.000	40/5-П3 601×248
BUA 25B NC	2458-04-000	50/5-П3 1885×1700	27,5
KIKINDA	47.163.173.13.014	40/5-П5 665×515
KIKINDA	110.004	25/5-П5 355×238	2,9
Schaudt	47.294.015.13.018	32/5-П3 580×484	6,5
АМО	ШВП 058.000	80/10-П5 745×330	24,6
ВС3-64М	ВС3-64М.00	50/5-П5 565×410

Свернуть

модель Станка Наименование швп размеры швп класс точности вес, кг чертеж

1325Ф3	1325Ф3.2.20.600	50/10-П3 760×490	12,5
1325Ф3	1325Ф3.2.20.600А БК	50/10-П3 760×490	9,36
1325Ф3	1325Ф3.3.10.600	40/10-П3 490×290	6,25
1325Ф3	1325Ф3.2.20.600А	50/10-П3 760×490	12,5
1325Ф3	1325Ф3.3.10.600-01	40/10-П3 490×290	7,0
1512Ф3	1512Ф3.Z.0	80/10-П5 1505×1220	52,88
1512Ф3	1512Ф3.X.00	80/10-П5 1686×1340	59,6
1516Ф3	1516Ф3.471.100	80/10-П3 1500×1173
16А20Т1,16А20Ф3	16К20Т1.158.000.000	40/5-П5 622×407	8,7
16А20Т1,16А20Ф3	16К20Т1.159.000.000	63/10-П3 1727×1192	48,3
16Б16Т1	ТЦ2676.196.02.02.00.00	32/5-П5 580×316	5,4
16Б16Т1	ТЦ2676.196.04.02.00.00	50/10-П5 1500×1000	23,4
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.С1.11.000-Нител	50/10-П5 1500×1000	18,6
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.С1.11.000	50/10-П5 1500×1000	18,6
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.33.000-01	32/5-П5 550×317	4,8
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1М.11.000	50/10-П5 1810×1310	25,8
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.11.000-01	50/10-П3 1500×1000	23,4
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.33.000Е	32/5-П3 550×317	4,8
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.33.000	32/5-П3 550×317	4,8
16Б16Т1,16Б16Т1М	16Б16Т1.11.000	50/10-П3 1500×1000	23,4
16Б16Ф3	16Б16Ф3.133.000	32/5-П5 585×317	4,92
16Б16Ф3	16Б16Ф3.133.000-Нител	32/5-П5 585×317	4,92
16ВТ20CNC	16ВТ20CNC.19.000БК	32/5-П3 665×398	3,8
16ВТ20CNC	16ВТ20CNC.18Б.010БК	63/10-П3 1341×1130	28,4
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Ф3.00.000	40/5-П5 778×441
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.158.000.000БК	40/5-П5 622×407	6,0
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.158.000.000.	40/5-П5 622×407	8,7
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.154.000.000БК	63/10-П3 1786×1180	37,7
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.153.010.000.	40/5-П5 750×425	8,6
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.154.000.000	63/10-П3 1786×1180	45,1
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.153.000.000-01И	40/5-П3 720×425	8,5
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.154.010.000.	63/10-П3 1786×1180	43,5
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.153.000.000-01БК	40/5-П5 750×425	6,7
16К20Т1,16К20Ф3,16К20РФ3	16К20Т1.153.000.000-01	40/5-П5 750×425	9,5
16М30Ф3	16М30Ф3.56.001	40/10-П5 1058×857	14,2
16М30Ф3	16М30Ф3.55.000	40/10-П5 1187×913	14,8
16М30Ф3	16М30Ф3.54.000	40/10-П5 1187×913	16,2
1716ПФ3	1716ПФ3.034.010	40/5-П3 533×372	5,76
1716ПФ3	1716ПФ3.030.010-01	50/10-П3 1515×1250
1716ПФ3	1716ПФ3.030.010	50/10-П3 1265×1000
1740РФ3	1740РФ3.733.100А	63/10-П5 902×595	22,4
1740РФ3	1740РФ3.733.000	63/10-П3 890×595	22,3
1740РФ3	1740РФ3.100	63/10-П5 895×600	22,3
17А20ПФ40	17А20ПФ40-4.000	63/10-П5 1611×1274	33,5
1В340Ф3

Шарико-винтовая передача (ШВП)

Различные приводы могут применяться для передачи усилия от источника к исполнительному элементу. Довольно большое распространение получил линейный тип конструкции, который может преобразовывать вращение в возвратно-поступательное движение.

Отличительная особенность подобного варианта исполнения – небольшой трение на момент передачи момента. Конструкция представлена валом со специфической формой беговых дорожек, которые выступают в качестве направляющей для передачи усилия.

Рассмотрим подробности этого устройства подробнее.

Сфера применения шарико-винтовых пар

Сегодня рассматриваемое устройство характеризуется довольно высокой областью применения. Чаше всего шарико-винтовая передача устанавливается в нижеприведенных случаях:

1. В авиастроении.
2. В ракетостроении.
3. Автомобилях.
4. При создании других механизмов, когда нужно провести преобразование вращения в линейное перемещение.

В большинстве случаев шарико-винтовая передача предназначена для смещения рулевой рейки. При этом в качестве привода могут применяться различные источники, к примеру, электрический двигатель. Сегодня ШВП часто устанавливаются в станках ЧПУ, которые характеризуются высокой точностью. Все элементы могут точно позиционироваться относительно друг друга благодаря подобному элементу.

История ШВП

Устанавливается подобная конструкция на протяжении длительного периода. Принято считать, что первая шарико-винтовая передача была создана из обычного винта, на котором были зафиксированы несколько гаек. Дальнейшее совершенствованием конструкции проводилось следующим образом:

1. Перераспределение гайки.
2. Смена направления натяга.
3. Снижение погрешности шага.

При производстве основных элементов могут применяться материалы, характеризующие высокой устойчивостью к механическому и другому воздействию. Именно поэтому механизм стал устанавливаться чаще, чем раньше.

Применение ШВП

Только при правильной эксплуатации устройства можно обеспечить его длительную службу. Примером можно назвать чистоту рабочей поверхности, защите рабочего пространства от воздействия окружающей среды. Рекомендуется исключать вероятность попадания на поверхность абразивных элементов и стружки, а также пыли.

Решить большинство проблем можно путем установки гофрированной защиты, которая изготавливается из резины, полимера или кожи. Их установка позволяет исключить вероятность попадания загрязняющих элементов в зону контакта.

Еще один метод заключается в установке компрессорной установки. Она подает отфильтрованный воздух под давлением, за счет чего происходит очищение поверхности от загрязнений. Другими особенностями назовем следующее:

1. Шарико-винтовая передача имеет определенный преднатяг, за счет которого исключается вероятность появления люфта.
2. Отсутствие люфта во многом определяет возможность установки устройства в станках с ЧПУ и другом оборудовании, которое должно работать с высокой точностью.

При выборе наиболее подходящего привода учитываются условия эксплуатации. Шарико-винтовая передача служит намного дольше при обильном добавлении смазывающего вещества, так как на момент эксплуатации возникает трение. Слишком сильное трение становится причиной повышенного износа и температурного расширения металла.

Недостатки шарико-винтовых передач

У рассматриваемого типа привода также есть несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Пара винтовой передачи ШВП характеризуется следующими недостатками:

1. В зависимости от угла установки основного элемента есть вероятность обратного хода шарико-винтовой передачи.
2. Малое трение гайки не блокирует ее при обратном ходе. Другими словами, она может свободного ходить по винту, поэтому предусматривается наличие стопорного элемента.

Рассматриваемое устройство не рекомендуется устанавливаться в случае ручной подачи. Кроме этого, не стоит забывать о высокой стоимости изделия. Именно поэтому в машиностроительной и другой промышленности часто применяют бюджетные варианты исполнения, которые более просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода.

Преимущества шарико-винтовых передач

Есть довольно большое количество преимуществ, которыми можно охарактеризовать рассматриваемый привод. Наиболее значимыми назовем следующие:

1. Низкий коэффициент трения можно назвать основным преимуществом шарико-винтовой передачи. Этот показатель достигается за счет применения специального материала, а также добавления смазывающего вещества в зону контакта.
2. Высокое значение КПД также является наиболее важным преимуществом, по которому шарико-винтовая передача обходит многие другие конструкции. Примером можно назвать то, что в большинстве случаев показатель составляет 90%, у метрических ходовых винтов он всего 50%.
3. Отсутствие скольжения существенно увеличивает эксплуатационный ресурс шарико-винтового устройства. Подобное явление становится причиной сильного трения, который повышает износ и повышает температуру конструкции.
4. Провести ремонт и обслуживание можно самостоятельно, для этого не требуется специальное оборудование. За счет этого снижается простой оборудования при ремонте, а также выполнении периодической смазки.
5. Более высокая скорость ходового винта существенно расширяет область применения конструкции.
6. Более низкие требования к мощности электрического привода винта.

Все приведенные выше преимущества определяют то, что многие не уделяют внимание стоимости и проводят установку конструкции. При выборе уделяется внимание типу применяемого материала при изготовлении, точности и многим другим моментам.

Производство винтов ШВП

Высокая точность позиционирования двух элементов, находящихся в паре, определяет возникновение серьезных трудностей с их производством. Радиальный зазор между винтом может стать причиной появления люфта. Рассматривая изготовление отметим нижеприведенные моменты:

1. Самое точное шарико-винтовое устройство производится путем шлифования. Поверхность подобным образом может обрабатываться исключительно при применении специального оборудования.
2. В некоторых случаях производство винта проводится при применении технологии наката. Подобный вариант исполнения винта характеризуется более низкой стоимостью, но точность довольно велика.

В интернете и других источниках можно встретить требуемые схемы для изготовления рассматриваемой пары. При этом чертеж изготавливается с учетом установленных стандартов. Сложность процесса производства определяет то, что нужно уделять внимание исключительно продукции известных компаний.

Точность ШВП

В большинстве случаев шарико-винтовая передача устанавливается по причине высокой точности позиционирования обоих элементов. Принцип действия характеризуется следующими особенностями:

1. В большинстве случаев погрешность составляет 1-3 микрона на 300 мм хода. Кроме этого, можно встретить шарико-винтовые устройства с более высокой точностью позиционирования отдельных элементов.
2. Заготовка для получения винта получается при применении технологии механической обработки. Примером можно назвать использование токарного станка ЧПУ, так как он позволяет получить размеры с высокой точностью.
3. После получения требуемой формы проводится закалка и шлифовка поверхности. Первый технологический процесс позволяет существенно повысить твердость поверхности, второй достигнуть высокой точности размеров.

Важным моментом назовем то, что температурная обработка становится причиной существенного изменения основных качеств материала. Именно поэтому финишная обработка в большинстве случаев представлена шлифованием.

Довольно большое распространение сегодня получила технология Hard-whirling. Это технология металлообработки предусматривает минимальный нагрев заготовки, за счет чего существенно повышается точность обработки. В большинстве случаев точность обработки составляет 250 Нм на один сантиметр.

Также может применяться технология фрезерования и шлифования на сверхточном оборудовании. Аналогичное оборудование используется при получении зеркал и линз. В большинстве случаев заготовка представлена инварными сплавами, за счет чего существенно снижается погрешность при производстве.

Системы рециркуляции шариков

Важным конструктивным элементом можно назвать систему рециркуляции шариков. Она характеризуется следующими особенностями:

1. Шарики меняют свое положение в каналах резьбы гайки и специальных беговых дорожках винта. При этом они характеризуются точными размерами. При изготовлении шариков применяется сталь с высоким уровнем износостойкости. В противном случае может появится люфт, который негативно отразится на эксплуатационных качествах шарико-винтовой передачи.
2. Если не использовать специальную систему, то в конце хода шарики просто бы выбегали из конструкции наружу. Именно поэтому при создании конструкции часто используются системы возврата.
3. Внешняя система представлена металлической трубкой, которая соединяет входное и выходное отверстие. Внутренняя система представлена каналами, нарезаемыми вблизи винта.

В последнее время большое распространение получил вариант исполнения, при котором движение шариков закольцовано. За счет этого обеспечиваются наиболее благоприятные условия эксплуатации устройства.

Характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ

Как ранее было отмечено, довольно часто рассматриваемый привод применяется для обеспечения надежной работы станка ЧПУ. Основными характеристиками можно назвать следующие моменты:

1. Протяженность ходового стержня. Как показывает практика, в большинстве случаев достаточно стержня длиной около 2-х метров. Крайне нежелательно проводить установку варианта исполнения с большой длиной, так как оказываемая нагрузка может стать причиной деформации и снижения основных эксплуатационных характеристик.
2. Линейное скоростное передвижение. При производстве станков с ЧПУ уделяется внимание тому, чтобы основные элементы перемещались с высокой скоростью. За счет этого существенно повышается КПД и скорость обработки, а также расширяется область применения устройства.
3. Наиболее важными параметрами можно назвать диаметр и шаг винта. Именно эти характеристики определяют то, какая нагрузка может оказываться на устройство.
4. При производстве довольно много внимания уделяется точности. Этот показатель может варьировать в диапазоне от С1 до С10.

Двигатель может передавать вращение напрямую или через предохранительные элементы, к примеру, специальные муфты. Они позволяют существенно снизить вероятность появления дефектов.

Установка ШВП на станок с ЧПУ

Станки с блоком числового программного управления получили весьма широкое распространение. Выбор проводится на момент разбора конструкции и проектирования. Перед непосредственной установкой проводится следующий расчет:

1. Необходимое усилие, передающееся на винт. Основные узлы станка могут воспринимать различную нагрузку. Если винт не будет рассчитан на это, то есть вероятность деформации, а также срезания витков и появления других дефектов. Именно поэтому проводятся тщательные расчеты для определения того, какую нагрузку должна воспринимать шаприко-винтовая передача.
2. Величина хода стола. В большинстве случаев рассматриваемая шарико-винтовая передача устанавливается для обеспечения продольного или поперечного хода стола фрезерного оборудования, а также других узлов.
3. Определяется наиболее подходящая длина винта. Как ранее было отмечено, показатель более 2-х метров может стать причиной искривления и появления других дефектов при длительной эксплуатации устройства.
4. Требуемая точность может зависеть от самых различных показателей. Для станков ЧПУ требуется механизм с наиболее высоким показателем точности, так как она снижается от привода к зоне обработки.
5. Определяются требуемые конструктивные особенности гайки. В этом случае определяется стоимость устройства и некоторые другие моменты.
6. Уточняется тот момент, должен ли свободный конец фиксироваться на момент эксплуатации.
7. Определяется то, каким образом проводится крепление шарико-винтовой передачи к корпусу. Только при высокой жесткости конструкции обеспечивается требуемая точность позиционирования всех элементов конструкции.

Провести установку рассматриваемого устройства может исключительно специалист, обладающий соответствующей подготовкой. Это связано с важностью точностью позиционирования шарико-винтовой передачи.

В заключение отметим, что в продаже встречается просто огромное количество вариантов исполнения подобного устройства. Не все они могут применяться из-за различного показателя точности позиционирования основных элементов.

Шарико-винтовая передача (ШВП): описание, примеры, обзоры, характеристики | ВИКИ

Шарико-винтовая передача (ШВП) — разновидность линейного привода, превращающего вращательное движение винта в поступательное движение гайки.

Шарико-Винтовая Передача (ШВП) — разновидность линейного привода, превращающего вращательное движение винта в поступательное движение гайки. Винт взаимодействует с гайкой не напрямую, а через шарики, что обеспечивает крайне малое трение и как следствие –высокий КПД работы передачи.

Винт и гайка производятся с жесткими допусками, и могут быть использованы в оборудовании, где требуется высокая точность перемещения и позиционирования. Шариковая гайка обычно более крупная, чем гайка трапециевидного винта из-за расположенных в ней шариков и каналов для их рециркуляции.

Винты и гайки разных производителей не взаимозаменяемы.

ШВП можно условно разделить на два больших класса по точности: 

Рассмотрим конструктивные особенности каждого из классов.

Прецизионные ШВП

Прецизионные ШВП имеют класс точности от C0 по C5. Для этих классов задаются величины прямолинейности и отклонения от заданного направления. Так как у нас обзорное видео, мы не будем углубляться в цифры, более подробные данные вы можете посмотреть в каталогах производителей или в стандарте JIS B 1192 – 1997.

Винты для прецезионных передач производятся в три этапа – нарезание винта резцом, закалка и нормализация, шлифовка. После закалки винты ведет, если они были накатанные, то очень сильно, а если нарезанные, то не очень, но достаточно для того, чтоб винт перестал быть прецизионным.

Именно поэтому шлифовка винта это финишная операция, она позволяет убрать все погрешности и привести винт к необходимой точности.

Прецизионные ШВП в отличии от обычных оснащены сепараторами шариков, что исключает столкновения и трение между шариками и повышает удержание смазки. Это позволяет добиться снижения уровня шума, уменьшения колебаний крутящего момента и увеличения интервалов между техническим обслуживанием.

Использование шарикового сепаратора исключает шум от соударения шариков между собой. Кроме того, поскольку движение шариков происходит по касательной, исключается также шум от их соударения во время движения.

Устранено трение между шариками и улучшено удержание смазки за счет создания смазочных карманов. В результате обеспечивается длительная работа без технического обслуживания.

Использование шарикового сепаратора позволяет устранить трение между шариками и уменьшить до минимума колебания крутящего момента, обеспечивая, таким образом, повышенную плавность хода.

Помимо прочего, прецизионная шарико-винтовая передача отлично справляется с работой на высоких скоростях благодаря конструкции механизма обращения шариков в гайке, повышенной прочности контура обращения.

Обычные ШВП

ШВП нормального класса точности это классы от С7 до С10. Для этих классов требования к точности менее жесткие, чем к прецизионным ШВП, тут нормируется уже погрешность длины хода на отрезке 300 мм.

Самые распространенные ШВП в самодельных станках и в станках начального уровня это класс С7. Они имеют погрешность плюс минус 50 микрон, то есть суммарная погрешность будет в пределах 100 микрон на длине 300мм.

ШВП данных классов точности производятся методом накатки.

Если с винтами все достаточно просто и вышеприведенной информации для общего понимания вполне достаточно, то виды и конструкции гаек ШВП мы рассмотрим более подробно.

Гайки в шарико-винтовой передаче для передачи момента используют шарики, которые прокатываются по канавкам винта и ответным канавкам в гайке, а затем тем или иным образом возвращаются в начало и снова проделывают тот же путь. Это называется рециркуляцией шариков.

Гайки различаются по способу обращения шариков и по способу создания предварительного натяга.

Купить шарико-винтовые передачи (ШВП) можно в нашем магазине 3DIY с доставкой по всей России

Типы гаек по способу обращения шариков бывают следующих видов

Тип с возвратным каналом это наиболее распространенный тип гаек, он использует для обращения шариков возвратный канал. Возвратный канал позволяет подбирать шарики, пропускать их через трубку канала и возвращать в исходное положение, завершая цикл непрерывного движения.

Дефлекторный тип — наиболее компактный тип гайки. Шарики изменяют направление движения при помощи дефлектора, проходят по окружности ходового винта и возвращаются в исходное положение, завершая цикл непрерывного движения.

Тип с торцевой пластиной лучше всего подходит для использования на больших скоростях с винтом большого шага. Шарики подхватываются торцевой пластиной, проходят через отверстие в гайке и возвращаются в исходное положение, завершая цикл непрерывного движения.

Типы гаек по способу создания предварительного натяга

Натяг при помощи проставки. Для создания натяга между двух гаек вставляется регулировочная проставка нужной толщины. Изменением толщины проставки можно регулировать величину предварительного натяга. Этот способ создания натяга имеет длину примерно в 3,5-4,5 шага ШВП.

Предварительный натяг со смещением — более компактный способ, чем при использовании двойной ходовой гайки, обеспечивает создание предварительного натяга за счет изменения шага резьбы гайки без использования регулировочной проставки. Этот способ создания натяга имеет длину примерно в 0,5 шага ШВП.

Создание предварительного натяга с постоянным давлением обеспечивается установленной по центру гайки пружинной конструкцией. Этот способ создания натяга имеет длину примерно в 4 шага ШВП.

В остальных случаях натяг может регулироваться подбором шариков большего или меньшего диаметра.

Вращающаяся гайка

И в завершение отдельно остановимся на таком виде гайки, как вращающаяся гайка. Обычно вращается винт, а гайка закреплена на подвижных элементах станка, но в случае вращающейся гайки все наоборот – винт неподвижен, крутится гайка.

В принципе это обычная гайка ШВП, но установленная в специальном корпусе через подшипники. Корпус крепится к деталям станка, а гайка вращается внутри него на подшипниках.

Еще она имеет посадочное место, на которое устанавливается шкив, чтоб мотор мог крутить гайку через зубчатый ремень.

Вращающаяся гайка обычно применяется с длинными винтами, например там, где по каким-либо причинам не подходит реечный привод. Если раскрутить длинный винт до высоких оборотов, то его просто напросто размотает как скакалку, а станок будет трясти вплоть до убегания с места. Один их способов решения этой проблемы – вращающаяся гайка.

Где приобрести гайки ШВП? Купить гайки ШВП можно в нашем интернет-магазине 3DIY с доставкой по всей России