Vijčani prijenos spada u kategoriju mehaničkih. Glavna svrha ove operacije je pretvoriti rotacijsko gibanje u translacijsko ili obrnuto. Ovaj tip prijenosa sastoji se od samo dva elementa - vijka i matice.
Opis uređaja
Kao što je već spomenuto, mehanizam s vijčanim pogonom koristi se za pretvaranje kretanja. Najčešći primjeri korištenja ovog sustava bili su uređaji kao što su dizalice, preše, strojevi za rezanje metala, valjaonice, oprema za dizanje itd. Također je vrijedno napomenuti da su sve to primjeri pretvaranja rotacijskog gibanja u translacijsko. Ali za obrnuti postupak, ovaj uređaj se koristi vrlo rijetko. Na primjer, mehanizam za pomicanje filma kamere radi na obrnutom principu pretvorbe pokreta.
Postoji nekoliko prednosti ovog sustava: tihi rad, glatko uključivanje, jednostavan dizajn, može se postići velika sila.
Međutim, postoji i niz nedostataka: često se kosi zupčanik zaglavi, a njegova učinkovitost, odnosno učinkovitost, je niska.
Uređaj ivrsta
Trenutno postoje dvije glavne jedinice sustava. Njegov prvi tip sadrži fiksnu maticu i pomični vijak, a drugi tip, naprotiv, ima pomičnu maticu i fiksni vijak. Prva kategorija uređaja uključuje vijčanu dizalicu, a druga skupina koristi se, na primjer, u vodećim vijcima alatnih strojeva i drugih uređaja.
Postoji i nekoliko vrsta vijčanih zupčanika:
- Klizni sustav.
- Sustav kotrljanja karakteriziran činjenicom da matica ima žljebove u koje se postavljaju kuglice.
- Planetarni valjkasti zupčanici, koji se smatraju prilično obećavajućim, jer se odlikuju visokom preciznošću i krutošću.
- Valni tip prijenosa, odlikuje se prilično malim translacijskim pokretima.
- Hidrostatski vijčani prijenos s niskim trenjem, niskim trošenjem i prilično visokom preciznošću.
Rezbarenje i izračun
Osim nekoliko vrsta sustava, postoji i nekoliko vrsta navoja za matice i vijke. Ako je potrebno osigurati najmanje trenje između dijelova, tada se koristi pravokutni pogled. Međutim, ovdje je vrlo važno napomenuti da je proizvodnost ove vrste veze prilično niska. Drugim riječima, nemoguće je rezati takav navoj na stroju za glodanje navoja. Ako usporedimo snagu pravokutnih i trapeznih niti, tada prvi značajno gubi. Zbog toga je distribucija i upotreba pravokutnih navoja u vijčanim pogonima ozbiljno ograničena.
Iz tih razloga, glavni tip koji se koristi za uređaj prijenosnih vijaka postao je trapezni navoj. Taj tip ima tri vrste koraka - mali, srednji, veliki. Najpopularniji je sustav srednjeg tona.
Proračun vijčanog prijenosa svodi se na izračun omjera prijenosa. Formula izgleda ovako: U=C/L=pd/pK. C je opseg, L je ivica vijka, p je korak vijka, K je broj okreta vijka.
kuglični vijak (BSC)
Kuglasti vijak - ovo je jedna od varijanti linearnog pogona, koja također služi za pretvaranje rotacijskog gibanja u translacijsko. Međutim, ovdje postoji razlika, a to je da ovu vrstu sustava karakterizira vrlo malo trenja.
Ulogu vijka u takvim sustavima obavlja osovina, koja je obično izrađena od vrlo čvrstog čelika. Na svojoj površini ovaj uređaj ima trake za trčanje specifičnog oblika. To je takav uređaj koji može komunicirati s maticom. Međutim, njihov se rad ne obavlja izravno, kao što je to slučaj u konvencionalnom vijčanom zupčaniku, već kroz male kuglice. Koristi princip trenja kotrljanja.
Ovaj princip interakcije osigurava vrlo visok koeficijent izvedbe (COP), kao i visoke karakteristike preopterećenja.
Primjena i razvoj kugličnih vijaka
Kuglasti vijak se najčešće koristi u industriji kao što je proizvodnja zrakoplova, u raketnoj znanosti za pomicanje kormilapovršine u vozilima. Najširi raspon upotrebe takvog sustava može se uočiti u preciznom inženjerstvu, posebice u CNC strojevima.
Povijest ovog vijka je prilično neobična, jer je prvi najprecizniji kuglični vijak dobiven korištenjem niskopreciznog konvencionalnog vijka. Uređaj je imao sljedeći izgled: mala konstrukcija od nekoliko matica, zategnutih oprugom, bila je montirana na vijak, nakon čega je preklopljena cijelom dužinom.
Postalo je moguće izračunati prosjek grešaka nagiba i vijka i matice pomicanjem elemenata duž baze, kao i promjenom smjera napetosti.
Upotreba kugličnih vijaka
Za postizanje dugog vijeka trajanja kugličnog vijka potrebno je pridržavati se pravila rada ovog sustava. Kako bi mogao održavati sve svoje pokazatelje na odgovarajućoj razini, uključujući točnost, vrlo je važno pratiti čistoću radnog prostora uređaja. Radna para ne smije biti izložena abrazivnim česticama kao što su prašina, strugotine, itd.
Najčešće se takvi problemi rješavaju postavljanjem valovite zaštite od gume ili polimernih materijala na vijak s maticom. Time se u potpunosti eliminira mogućnost kontaminacije. Ako sustav radi u otvorenom načinu rada, onda se ovaj problem može riješiti na drugi način. U takvim slučajevima ugrađuje se kompresor koji pod visokim tlakom dovodi pročišćeni zrak u radnu paru.
Zato štoBudući da sustav radi na principu trenja kotrljanja, postaje moguće predopterećenje, što vam omogućuje uklanjanje nepotrebne zračnosti zupčanika. Zazor je jaz koji nastaje između rotacijskog i translacijskog gibanja u trenutku kada ono promijeni smjer.
Kvaliteta prijenosa
Kao i svaki drugi sustav, i ovaj ima svoje prednosti i nedostatke.
Nedostaci uređaja uključuju činjenicu da postoji šansa za prijenos unatrag ako je kut djelovanja kugličnog vijka prevelik. To se događa jer ima premalo trenja tako da se matica ne blokira kada se podigne. On prenosi linearnu silu u moment. Osim toga, upotreba takvih prijenosnih sustava na ručnim uređajima se ne preporučuje.
Prednost je u tome što nizak postotak trenja uzrokuje nisku disipaciju, što zauzvrat uvelike povećava učinkovitost cijelog sustava. Prema ovom pokazatelju, kuglični vijak je superiorniji od bilo kojeg drugog analoga prijenosa, koji se bavi transformacijom rotacijskog gibanja u translacijsko. Maksimalna učinkovitost za najčešće kuglične vijke prelazi 90%. Za usporedbu, recimo da najbliži metrički ili spiralni zupčanici imaju maksimalnu učinkovitost od 50%.
Budući da praktički nema klizanja u kugličnom vijku, to ima pozitivan učinak na produljenje vijeka trajanja kugličnog vijka i na ekonomičnost, budući da je vrijeme zastoja za popravke, podmazivanje ili zamjenu dijelova značajno smanjeno. Stoga je ovih uređaja najvišeisplativo.
Proizvodnja i točnost
Najprecizniji kuglični vijci mogu se dobiti samo brušenjem materijala. Postoji još jedan način da dobijete vijak - ovo je narezivanje. Trošak će biti mnogo niži od mljevenja, ali pogreška proizvoda bit će oko 50 mikrona po hodu od 300 mm. Imajte na umu da najpreciznije brušene dijelove karakterizira pogreška od 1-3 mikrona na 300 mm, a neke čak i manje. Da bi se dobio blank za budući vijak, materijal mora proći grubu obradu, nakon čega se stvrdnjava i brusi do potrebnog stanja.
Instrumentalni prikaz kugličnog vijka najčešće ima točnost do 250 nm po centimetru. Za izradu takvih proizvoda potrebno je proći proces mljevenja i mljevenja. Ove operacije potrebno je izvesti na vrlo preciznoj opremi. Sirovina za takve vijke je Invar ili Invar legure.
