В одном из наших недавних обзоров мы вели речь о линейных сервомоторах. Однако этот тип двигателей используется в станочной технике не всегда. Достаточно часто станкостроители используют в конструкциях станков классические решения – шарико-винтовые передачи (ШВП) и трапецеидальные метизы – пара винт-гайка. Рассмотрим подробнее достоинства и недостатки линейных приводов, в которых используются те и другие.
Шарико-винтовая передача
Основой ШВП является цилиндр со спиральной насечкой специальной формы. В верхней части резьбовой нитки выполнено круглое углубление. По нему в процессе работы перекатываются шарики, которые входят в состав гайки. Она представляет собой полый цилиндр со спиральными канавками, в которых шарики и размещаются.
Принцип функционирования ШВП прост. При вращательном движении винта гайка линейно перемещается, передвигая связанный с ним блок станка в заданном направлении. Достоинства шарико-винтовой передачи заключаются в следующих моментах:
- высокий КПД (95-98%);
- слабое трение в паре винт-гайка;
- низкий уровень шума;
- возможность микронных перемещений гайки.
Эксплуатационные недостатки ШВП практически отсутствуют за исключением, может быть, плохой ремонтопригодности – вышедшую из строя передачу придётся заменить новой целиком. А вот экономический минус шарико-винтовой передачи значителен. Это их изрядная стоимость. Это объясняется, во-первых, сложностью изготовления и, во-вторых, отсутствием упомянутых выше эксплуатационных недостатков. Отчасти именно поэтому станки с ЧПУ, в которых применятся такая передача, дорогостоящи.
Трапецеидальные метизы
Пары трапецеидальных винтов и гаек в сравнении с ШВП обеспечивают менее точную металлообработку, и поэтому в прецизионном оборудовании используются редко. Их «территория», где они вне конкуренции, это мощные станки, предназначенные для обработки массивных заготовок. К примеру, в карусельной токарной технике используются только трапецеидальные метизы – шарикоподшипники не выдерживают таких нагрузок.
Самый большой плюс этих приводов заключается в механической прочности резьбы. Резьбовые нитки, выполненные в виде трапеции, выдерживают колоссальные усилия на срез и смятие даже при том условии, что в трапецеидальных метизах используется сталь с не очень высоким показателем твёрдости.
К числу других преимуществ трапецеидальных винтов и гаек можно отнести следующие.
- Отличная ремонтопригодность.
- Длительный ресурс.
- Простота обслуживания.
- Возможность регулировки погрешностей линейного перемещения.
Относительно последнего пункта заметим, что погрешности линейного перемещения регулируются с помощью специальной разрезной гайки, которую в шарико-винтовой передаче применить не получится по объективным причинам.
Что выбрать?
Так на каком решении остановить свой выбор, выбирая оснастку для модернизации своих станков? Приведём несколько рассуждений.
Если в рамках вашего производства требуется обеспечить высокую точность металлообработки, то необходимо использовать линейные приводы на основе ШВП. Да и по производительности оборудование с шарико-винтовыми передачами оказывается более выгодным вариантом.
При невысоких требованиях к точности точения, фрезерования, сверления применяйте трапецеидальные метизы. Тем самым вы сэкономите бюджет. А если вы производите массивную металлопродукцию, которая изготавливается на мощных станках, то ваш выбор – только трапецеидальные винты и гайки. Только их использование способно обеспечить непрерывную и качественную обработку заготовок.
