Шарико-винтовая передача. Основные виды и сферы использования

Шарико-винтовая передача – это механическое устройство, предназначенное для преобразования вращательного движения в поступательное с высокой точностью и минимальными потерями на трение.

Составные части:

• Ходовой винт. Представлен в виде вала с определенной нарезкой. От шага нарезки достаточно сильно зависит, каким будет поступательное перемещение во время одного оборота. Винт может быть изготовлен из разнообразных материалов. От того, какое сырье использовано, зависит срок его эксплуатации, точность работы и эффективность. Например, зачастую применяют сталь.
• Гайка. Комплектуется шариками и располагается в специально подготовленной канавке. После запуска гайка начинает с определенной скоростью вращаться вокруг винта. В результате, вращательное движение преобразуется в линейное. Благодаря тому, что шарики вращаются с заданной скоростью, срок их эксплуатации увеличивается.

Причины популярности шарико-винтовой пары

• Высокий КПД. Благодаря тому, что в состав введены шариковые подшипники, снижаются потери на трении. Это способствует повышению КПД.
• Точность позиционирования. Шарики двигаются плавно и с определенной скоростью. Погрешность в данном случае минимальная.
• Повышенная жесткость. Шарико-винтовая пара выдерживает достаточно большие нагрузки. При этом вероятность прогиба минимальна.
• Бесшумность. После запуска шарико-винтовой пары не возникает шум.

Сферы использования

• Робототехника. С помощью механизма обеспечивается наиболее точное позиционирование входящих в состав манипуляторов.
• Автомобилестроение. Различными шарико-винтовыми парами оснащают станки с ЧПУ. Помимо этого, ими комплектуют линейные приводы, а также конвейеры и прочие устройства, используемые в данной сфере.
• Авиационная промышленность. Вводят в состав систем позиционирования и управления.
• Медоборудование. Шарико-винтовые пары применяются при изготовлении сканеров, а также некоторых хирургических систем.

Благодаря тому, что шарико-винтовые пары выделяются более высоким КПД, системы, которыми они комплектуются, потребляют на порядок меньше электроэнергии.

Виды шарико-винтовых пар

По назначению:

• Транспортные (модели с зазором). Выделяются малой точностью. Причина – осевой люфт. Используются в тех случаях, где угол поворота винта и перемещение измеряются отдельно. Ими часто комплектуют подъемники, стационарные станки, используемые для обработки дерева или металла.
• Прецизионные (модели с натягом). Применяют в случае, если необходимо выполнять высокоточные задачи. Например, шарико-винтовыми парами с натягом оснащают станки с ЧПУ или контрольно-измерительные агрегаты.

По способу изготовления:

• Катаные. Их производят путем холодной прокатки, поэтому характеризуются достаточной экономичностью, однако, такой вид не используют в случае, если требуется точность.
• Шлифованные. Изготавливают способом прецизионного шлифования, что дает возможность получить устройства, выделяющиеся повышенной прочностью и точностью.

Какие материалы используются для изготовления шарико-винтовой пары?

• Сталь. Высококачественная и прочная сталь используется для изготовления шариков, а также ходового винта. Иногда сталь дополнительно обрабатывается специальными составами, что способствует повышению уровня износостойкости.
• Композиты. Из этого сырья подготавливают гайки. Это дает возможность уменьшить трение.
• Смазочные составы. Ими обрабатывают движущиеся части, чтобы уменьшить трение.

Чтобы шарико-винтовая пара прослужила на протяжении длительного времени, следует ответственно подходить к изначальному выбору. Ориентироваться нужно на необходимую скорость работы, условия использования и требуемую точность позиционирования.