A precíziós átvitel területén a kör alakú golyóscsavarok és anyák az alapvető alkatrészek. Nélkülözhetetlenek a CNC szerszámgépek előtolási rendszereiben, az ipari robotok lineáris moduljaiban és a precíziós műszerek pozicionáló mechanizmusaiban. A hagyományos csúszócsavaroktól eltérően a kör alakú golyóscsavarok a csúszósúrlódást helyettesítik a golyók gördülésével, ami nemcsak nagyban javítja az átviteli hatékonyságot, hanem rendkívül nagy pozicionálási pontosságot is biztosít. Mozgásuk és leállási teljesítményük minősége közvetlenül meghatározza a teljes berendezés üzemi stabilitását és élettartamát. Ez a cikk a gyakorlati feldolgozási és alkalmazási tapasztalatokat ötvözve tárgyalja a tudás magmozgását és megállítását a folyamatstruktúra, a precíziós átvitel kulcspontjai, valamint a konkrét paraméterek támogatása oldaláról, elkerülve az üres elméleteket és a tényleges működésben a megismeréshez való igazodásra törekedve.
I. A folyamat felépítése: A mozgás és a teljesítmény megállításának alapja, minden részlet befolyásolja a pontosságot
A mag a folyamat szerkezete körkörösgolyós csavar és golyós anyaa "csavar + anya + golyó + keringtető berendezés" összehangolt kialakítása. Az egyes alkatrészek feldolgozási technológiája és szerkezeti paraméterei közvetlenül összefüggenek a mozgás és a megállás simaságával, pontosságával és tartósságával. Sokan azt tapasztalják a gyakorlati alkalmazásokban, hogy az azonos modellű golyóscsavarok közül egyesek zavartalanul, elakadás nélkül működnek, míg mások szokatlan zajra, akadozásra vagy akár precíziós elsodródásra hajlamosak. Ez alapvetően a folyamatszerkezet és a feldolgozási pontosság különbségeiből adódik.
1. Csavaros test: A precíziós sebességváltó „kerete”, a technológia meghatározza az alapvető pontosságot
A csavar az átvitel magja, és feldolgozási technológiája közvetlenül meghatározza az átvitel referenciapontosságát. Jelenleg a fő csavaranyagok többnyire SUJ2 magas-széntartalmú krómtartalmú acél vagy GCr15SiMn csapágyacél. Edzés és temperálás, szferoidizáló izzítás és közepes-frekvenciás indukciós keményítés után ez az anyagtípus elérheti a "kemény felület és szívós mag" - jellemzőit, a felületi keménység elérheti a HRC58-62 értéket, biztosítva a versenypálya kopásállóságát, miközben a mag tartós repedésének elkerülése érdekében tartós marad. terhelések (például csavarás és hajlítás).
A csavar legfontosabb feldolgozási láncszeme a futópálya köszörülés. A versenypálya keresztmetszeti alakja-egyívre és kettős ívre van felosztva, amelyek mindegyike megfelelő forgatókönyvekkel rendelkezik. Az egy-ívű futópálya köszörülési folyamata viszonylag egyszerű, és könnyen elérhető nagy feldolgozási pontosság, de az érintkezési szöge az axiális terhelés változásával - változik, minél nagyobb a terhelés, annál nagyobb az érintkezési szög, és ennek megfelelően nő az átviteli hatékonyság és a teherbírás is. A kettős-ívű futópálya érintkezési szöge alapvetően 45 fokos változatlan marad, és erősebb a működési stabilitás. A pálya alja nem érintkezik a golyókkal, amelyek kenőolajat és kis mennyiségű törmeléket tárolhatnak, csökkentve a súrlódást és a kopást. A csiszolókorong javítása, feldolgozása és ellenőrzése azonban nehezebb.
Ezen túlmenően a versenypálya sugarának és a labda átmérőjének arányának megválasztása is kulcsfontosságú. A kínai iparban alkalmazott általános arányok 1,04 és 1,11. Ez a paraméter közvetlenül befolyásolja a teherbírást -, ha az arány túl nagy, a labda és a futópálya érintkezési felülete túl kicsi, ami hajlamos a feszültségkoncentrációra és a gyorsuló kopásra; Ha az arány túl kicsi, az érintkezési felület túl nagy, ami növeli a súrlódási ellenállást és befolyásolja az átviteli hatékonyságot. Általában a versenypálya sugarát a labda átmérőjének 1,4-1,6-szorosára szabályozzák. A csavar névleges átmérője (a golyó középpontját körülvevő henger átmérője a golyó és a futópálya elméleti érintkezési szöge alatt) a jellemző mérete. Például az általánosan használt BSM4020 modell névleges átmérője 40 mm, ami közvetlenül meghatározza a csavar teherbírását és beépítési méretét.
2. Anya: a "labda befogadására és keringésére szolgáló hordozó", szerkezete meghatározza a mozgás és a megállás simaságát
Az anya alapvető funkciója a golyók elhelyezése és a golyók körkörös mozgásának megvalósítása a csavaros futópálya és az anyafutópálya között a keringtető eszközön keresztül. Szerkezeti kialakítása és feldolgozási pontossága közvetlenül befolyásolja a labda áramlásának egyenletességét, elkerülve az olyan problémákat, mint a labda elakadása és leesése. Az anya anyaga általában illeszkedik a csavarhoz, többnyire SUJ2 csapágyacél. Egyes könnyű forgatókönyvekben nagy-szilárdságú alumíniumötvözetet vagy műszaki műanyagot használnak, de a műanyag anyák kopásállósága gyenge, és csak kis-terhelésű és alacsony{6}}sebességű forgatókönyvekhez (például 3D nyomtatókhoz) alkalmasak.
Az anya kulcsszerkezete a keringtető berendezés, amely belső és külső keringésre oszlik. Ez egyben a mozgást és a megállási teljesítményt is befolyásoló alapvető különbség. A belső keringtető anya golyói soha nem hagyják el a csavar felületét a keringtetési folyamat során, és az anya oldalsó furatában lévő visszatérőn (golyóvisszavezető eszközön) keresztül valósítják meg a keringést. Egy anya általában 3-6 visszatérővel van felszerelve, amelyek egyenletesen oszlanak el a kerület mentén, 60-120 fokban elosztva. Háromféle visszatérő létezik: lapos, kör alakú és mátrix. Ezek közül a lebegő visszatérő (amely megtartja a 0,01–0,015 mm-es illeszkedési távolságot a rögzítőfurattal, és megvalósítja az ön{11}pozicionálást egy laprugóval) rendelkezik a legjobb alkalmazkodóképességgel. Automatikusan dokkolható a labdavisszavezető horony bemenetével és kimenetével, megbízhatóbb nagy{13}}sebességű működésnél, és alkalmas nagy-precíziós és nagy{15}}érzékenységű adagolórendszerekhez, de nem nagy-terheléshez és nagy{17}}ólmokhoz.
A külső keringtető anya golyói visszatéréskor elhagyják a csavarpályát, és egy hüvelyen, kanülön vagy végburkolaton keresztül valósítják meg a keringést. Szerkezeti mérete viszonylag nagy, teherbírása erősebb, ami alkalmas nagy-nagy teherbírású-szerszámgépekhez és egyéb forgatókönyvekhez. A labda keringési útja azonban hosszú, a működés közbeni zaj viszonylag nagy, és a pontosság valamivel alacsonyabb, mint a belső keringető típusé. A külső keringtetés munkafordulatainak száma általában 1,5 fordulat, 2,5 fordulat vagy 3,5 fordulat, és a maximum nem haladja meg a 4,5 fordulatot. A túl sok fordulat interferenciát okoz a golyók között, és befolyásolja a mozgás és a megállás simaságát.
3. Golyók: A sebességváltó "közege", a műszaki adatok és a pontosság határozza meg az átviteli hatékonyságot
A golyók a mag átviteli közege, amely összeköti a csavart és az anyát. Méretpontosságuk, felületi érdességük és anyaguk közvetlenül befolyásolja az átvitel hatékonyságát és a kopás mértékét. A golyó anyaga többnyire GCr15 csapágyacél, amely oltáson, köszörülésen és polírozáson esett át. A felület érdességét Ra0,02-0,05 μm-re kell szabályozni, és a mérettűrésnek el kell érnie a G3-G5 szintet, hogy elkerülje az egyenetlen golyóméretek okozta egyenetlen erőt és elakadást.
A golyó átmérőjének kiválasztása a csavar névleges átmérőjéhez és a futópálya méretéhez igazodik. Például egy 40 mm névleges átmérőjű csavar esetén az általánosan használt golyó átmérője 6-8 mm. A golyók száma az anya sorainak és fordulatainak számához kapcsolódik. Minél több a golyók száma, annál erősebb a teherbírása, de a túl sok golyó növeli a kölcsönös súrlódást és befolyásolja az átvitel hatékonyságát. Általában a belső keringtető anya golyósorainak száma 3-6 sor, és a külső keringést a csapágyigénynek megfelelően állítják be. Például erős terhelés esetén a sorok száma megnő, de az interferencia elkerülése érdekében ésszerű tartományon belül kell szabályozni.