8 (383) 362-15-95
info@inautomatic.ru
Станционная, д.2а, оф.17

Информация о шариковых винтовых передачах (ШВП)

 Шарико-винтовая передача – это более популярный вид передачи винт-гайка качения. Функционально ШВП представляет собой линейный механический привод, который реорганизует возвратно-поступательное движение в вращательное(и наоборот). Конструктивно же она представляет винт с движущейся по нему гайкой с винтовыми канавками криволинейного профиля. Внутри гайки, между ее резьбой и резьбой винта, по спиралевидной замкнутой траектории катятся шарики, попадая в канал возврата (перепускной канал) - внешний или внутренний.

   Простая винтовая передача складывается из гайки и винта. Они имеют трапецеидальную резьбу. Следовательно при движении в этой передаче появляется трение скольжения, и много энергии (~70%) в виде тепла.

   В свою очередь шариковая винтовая передача включает элементы качения - шарики, передающие энергию механическую между гайкой и винтом. Что гарантирует видимые плюсы:

   1. КПД может быть больше 80%

   2. Получение высокоточного поступательного перемещения

   3. Высокая несущая способность при маленьких габаритах

   4. Срок службы больше и при необходимости может определяться подсчетом усталости при качении

   5. Интенсивность износа уменьшена

   6. Обеспечивается непрерывная работа в связи с меньшим нагревом

   7. Значительный ресурс.

   Также есть небольшие недостатки:

   1. Шарико-винтовые передачи подвержены скатыванию, из-за небольшого коэффициента трения. В следствии чего применяют тормозное устройство для устранения

   самостоятельного перемещения механизма

   2. Сложность конструкции гайки

   3. Необходима высокая точность создания гайки

   4. Нужна защита от загрязнений передачи.

   ШВП с преднатягом собирают для того чтобы устранить осевой зазор в комбинации винт-гайка и увеличить точность и жесткость передвижений. Предварительный натяг удаляет повторяющиеся погрешности шага винта и выравнивает относительно оси винта положение оси гайки. В зависимости от устройства предварительный натяг производится выбором большего диаметра шариков или подбором двух гаек, с дальнейшим относительным осевым смещением, в одном корпусе.

   Конструкцию гайки и профиль резьбы устанавливает завод-изготовитель.

 

     Основные характеристики шариковых винтовых передач.   

 

   Относительно Отраслевого стандарта 2 Р31-5-89 (Станки металлорежущие. ШВП. Технические условия) материал для сборки и обработки шарико-винтовых передач должен отвечать ГОСТу 7599-82.

 

     Радиальный зазор.    

 

   До создания предварительного натяга, для шарико-винтовых передач с полукруглым профилем, радиальный зазор равен значениям, представленным в таблице 1.

   Измерение радиального зазора происходит при сдвиге в радиальном направлении собранной гайки, под действием силы, которая выше силы тяжести данной гайки в 1.5 - 2 раза. Необходимо что бы измерительный наконечник этого индикатора прикасался к наружной плоскости гайки.

 

Табл.1. Радиальный зазор ШВП до создания преднатяга

Номинальный
 диаметр d0, мм

Шаг резьбы Р , мм

Радиальный зазор, мм

максимальный

минимальный

16 2,5 0,020/- 0,056/-
25 5,0 0,093/0,107 0,067/0,073
25 10,0 0,170/0,170 0,110/0,113
32 5,0 0,096/0,110 0,064/0,075
32 10,0 0,170/0,171 0,110/0,112
40 5,0 0,096/0,110 0,064/0,072
40 6,0 0,101/0,113 0,059/0,065
40 10,0 0,161/0,173 0,119/0,126
50 5,0 0,101/0,110 0,059/0,061
50 10,0 0,163/0,175 0,117/0,125
50 12,0 0,183/0,197 0,137/0,146
63 10,0 0,165/0,177 0,115/0,123
80 10,0 0,167/0,179 0,113/0,121
80 20,0 0,247/0,273 0,193/0,211
100 10,0 0,170/0,192 0,110/0,118
100 20,0 0,250/0,276 0,180/0,198
125 20,0 0,422/0,430 0,338/0,350

   * Значение стоящее после кривой черты относится к винтам с разгрузочными канавками.

 

     Осевая жесткость.    

 

   Осевая жесткость - это отношение влияющей на передачу осевой силы, которая прикладывается к гаечной группе, к осевому перемещению винта, если тот не проворачивается.

   Показатели осевой жесткости должны быть больше показателей приведенных в таблице 2 и 3.

 

Табл.2. Осевая жесткость корпусных ШВП

Номинальный 
диаметр d0, мм

Шаг резьбы Р,
мм

Жесткость для классов точности, Н/мкм

P1
Т1

PЗ 
ТЗ

P5
 Т5

P7
Т7

-
Т9

-
Т10

25
32

5
5

460
650

500
700

420
590

400
560

-

-

40

5
6
10

950
830
740

880
770
680

800
705
620

760
660
590

-
-
-

-
-
-

50

5
10
12

1250
1000
900

1150
920
825

1050
840
750

990
800
705

-
-
-

-
-
-

63

10

1350

1260

1150

1100

-

-

80

10
20

1700
1450

1570
1360

1430
1240

/td>

1350
1180

-
-

-
-

100

10
20

2200
2100

2040
1950

1860
1780

1770
1700

-
-

-
-

   *У классов Т9 и Т10 жесткость не регламентируют.

   *Так же не регламентируют жесткость при исполнении с одной гайкой. А с двумя гайками регламентируют относительно данным из таблицы, в этом случае гайки заключают в корпус (технологический).

 

Табл.3. Осевая жесткость бескорпусных ШВП

Номинальный диаметр d0, мм

Шаг резьбы Р,
мм

Жесткость для классов точности, Н/мкм

P1 
Т1


 ТЗ

P5
Т5

P7
Т7

-
Т9

-
Т10

16

2,5

230

215

200

190

-

-

25


10

560 
460

540
440

490
 400

460 
380

-
-

-
-

32


10

760 
610

730 
590

665
535

630
 500

-
-

-
-

40

5
 10

1050
 820

1000
 780

950
 715

900
 680

-
-

-
-

50

5
 10

1250 
1100

1200
 1050

1100
 980

1050
 930

-
-

-
-

63

10

1550

1500

1370

1300

-

-

80

10
 20

1900
 1650

1800
 1580

1650
 1440

1570 
1370

-
-

-
-

100

10
 20

2450
 2350

2350 
2250

2150
 2075

2050
 1970

-
-

-
-

125

20

2850

2750

2525

2400

-

-

   

   С помощью сенсоров линейного перемещения в трех равномерно закрепленных по окружности точках на винте располагают измерительное приспособление. Оно позволяет проводить измерения смещения гайки. В свою очередь к винту прикладывается осевая сила. Все показатели осевой силы F расположены в таблице 4.

 

Табл.4. Значения осевой силы F при определении жесткости ШВП

Типоразмер d0 x P , мм

F, кН

Типоразмер d0 x P , мм

F, кH

16х2,5

0,5

50х10

3,75

25х5

1,6

50х12

6,9

25х10

3,0

63х10

7,5

32х5

2,3

80х10

9,15

32х10

2,5

80х20

12,0

40х5

4,6

100х10

15,0

40х6

3,0

100х20

25,95

40х10

3,25

125х20

40,0

50х5

4,85

125х20

40,0

 

     Грузоподъемность.     

 

   В таблице 5 приведены показатели динамической грузоподъемности (Сa), статистической грузоподъемности (С0a), минимальные (Тхх min) и максимальные (Тхх max) значения момента холостого хода шариковых винтовых передач.

   ШВП характеризуются базовой динамической осевой грузоподъемностью (Сa) и базовой статистической осевой грузоподъемностью (С0a). В свою очередь С0a - это статистическая осевая сила H, вызывающая общую остаточную пластическую деформацию гайки, канавок и шарика. Она равна 0.0001 диаметра шарика.

 

Табл.5. Основные характеристики ШВП

Типоразмер 
d0 x P , мм

Грузоподъемность, Н

Тхх , Н м

статическая С0а

динамическая Са

min

max

16х2,5

9600

5000

0,05

0,20

25х5

28100

16580

0,08

0,32

25х10

48800

46400

0,11

0,35

32х5

37500

17710

0,18

0,56

32х10

65000

49800

0,22

0,60

40х5

49400

19170

0,30

0,84

40х6

56400

23700

0,32

0,83

40х10

85900

54700

0,45

0,95

50х5

62800

20640

0,50

1,35

50х10

112500

57750

0,48

1,23

50х12

119900

65400

0,49

1,09

63х10

149700

62030

0,75

2,03

80х10

197700

66880

1,23

3,25

80х20

297600

143400

2,30

3,88

100х10

251100

71840

2,04

5,20

100х20

386400

151800

2,75

5,23

125х20

729000

278000

2,80

5,50

   

   Базовая статистическая осевая грузоподъемность отвечает передаче, которая изготавливается из обычной стали [1,3].  

   Если же свойства материала отличаются от обычных, то в таком случае вычисляется значение скорректированной динамической грузоподъемности (Cap) и скорректированной статической грузоподъемности (C0ap):

 

C0ap = K0С0а и Саp = KCa,

 

   где K0 и К - корректирующие коэффициенты.

   Значение в таблицах 2-5 относятся к трехконтурным гайкам для шариковых винтовых передач. Если количество контуров гайки 1; 2; 4; 5; 6, то необходимо уменьшить осевую жесткость:

   - для статической грузоподъемности в 3; 1,5; 0,75; 0,6; 0,5 раза (соответствующе),

   - для динамической грузоподъемности в 2,57; 1,42; 0,78; 0,64; 0,55 раза (соответствующе).

   Требуется чтобы, показатели критической осевой силы соответствовали Отраслевому стандарту 2 Н62-6-85.

 

     ШВП с предварительным натягом.   

 

   ШВП с преднатягом собирают для того чтобы устранить осевой зазор в комбинации винт-гайка и увеличить точность и жесткость передвижений. Предварительный натяг удаляет повторяющиеся погрешности шага винта и выравнивает относительно оси винта положение оси гайки. В зависимости от устройства предварительный натяг производится выбором большего диаметра шариков или подбором двух гаек (если профиль резьбы - полукруглый), с дальнейшим относительным осевым смещением, в одном корпусе. в последнем случае корпус с гайкой соединяется зубчатыми муфтами. У таких муфт внутренние зубья нарезаны на корпусе, а наружные зубья - на фланцах гаек.

   Предположим что количество зубьев на фланце одной гайки z , а на фланце другой гайки (z 1), то оборот гаек в одну сторону на число зубьев k, при шаге Р приводит к их смещению по оси:

 

Δ = Pk / [z(z 1)]

 

   Например, если количество зубьев z =92, оборот гаек k =1 и шаг P=10 мм, то имеем смещение по оси Δ =1,2 мкм.

   Оборот гаек происходит на специализированной оправке-трубе, вне винта. Наружный диаметр такой оправки обычно равен внутреннему диаметру резьбы по впадинам винта. После этого гайки навинчивают на винт вместе с корпусом.

Перейти в каталог

Яндекс.Метрика