Lichobežné olovené skrutky (často nazývané skrutky ACME) sú základnými mechanickými komponentmi, ktoré premieňajú rotačný pohyb na presný lineárny pohyb. Aj keď sú menej efektívne ako loptové skrutky, ich robustnosť, jednoduchosť, nákladová efektívnosť a schopnosť sebaklamov ich robia nevyhnutnosťou v mnohých priemyselných a presných aplikáciách.
Kľúčové funkcie a prečo si ich vybrať
-
Geometria vlákna:
-
Charakterizované a 30 ° uhol závitu (štandardná metrika) alebo Uhol 29 ° (ACME - americký štandard).
-
Plochejšie hrebehy závitu/korene vs. V-t-threads, ktorý umožňuje vyššiu distribúciu zaťaženia a lepšiu odolnosť proti opotrebeniu.
-
-
Základné výhody:
-
Kapacita vysokej zaťaženia: Robustný dizajn spracováva významné statické a dynamické zaťaženie (axiálny ťah).
-
Schopnosť sebaklamov: Inherentné trenie zvyčajne zabraňuje spätnému riadeniu pri statickom zaťažení (kritické pre vertikálne/zavesené aplikácie).
-
Jednoduchosť a náklady: Menej komponentov, ľahšia výroba a výrazne lacnejšie ako guľové skrutky.
-
Trvanlivosť a čistá prevádzka: Žiadne recirkulačné gule = žiadne riziko zaseknutia z trosiek (ideálne pre špinavé prostredie, ako sú píly, spracovanie potravín).
-
Hladké a tiché: Nižšia tvorba hluku v porovnaní s guľovými skrutkami pri miernych rýchlostiach.
-
Tlmenie: Trenie poskytuje vlastné tlmení vibrácií.
-
Výber materiálu: skrutka a matica
-
Skrutkové materiály:
-
Uhlíková oceľ (C45, AISI 1045): Najbežnejšie, nákladovo efektívne. Vyžaduje povrchové tvrdenie alebo povlak na odolnosť proti opotrebeniu.
-
Zliatinová oceľ (AISI 4140, 4340): Vyššia pevnosť, lepšia reakcia na tepelné spracovanie. Používa sa na náročné aplikácie.
-
Nehrdzavejúca oceľ (A2/304, A4/316): Nevyhnutné pre odolnosť proti korózii (potraviny, morské, chemické). Nižšia pevnosť ako uhlíková oceľ, vyššie trenie.
-
-
Materiály orechov:
-
Bronz (SAE 841, C93200): Priemyselný štandard. Vynikajúci odpor opotrebenia, nízke trenie proti ocele, dobrá prispôsobivosť. Často olej impregnovaný.
-
Liatina: Ekonomické, dobré vlastnosti opotrebenia, používané v ťažkých strojoch. Vyššie trenie ako bronz.
-
Inžinierske plasty (Pom, nylon, kompozity PTFE): Ľahký, odolný voči korózii, nízky trenie, tichý. Nižšia kapacita zaťaženia a teplotné limity. Ideálne pre prostredie ľahkých a čistých prostredí.
-
Bronzový ptfe: Kombinuje nízke trenie s dobrým odporom opotrebenia.
-
Kritické výkonnostné faktory a kompromisy
-
Účinnosť (η):
-
Zvyčajne 20-40% V dôsledku posuvného trenia (v porovnaní s 90% pre loptové skrutky).
-
Vzorec:
η = Tan (λ) / Tan (λ φ)(λ = uhol olova, φ = uhol trenia). -
Zlepšenie efektívnosti: Znížte koeficient trenia (mazanie, párovanie materiálov), zvýšte uhol olova (viacčlenné vlákna).
-
-
Vôľa:
-
Výbava medzi závitmi skrutky a matice. Nevyhnutné pre hladkú prevádzku, ale znižuje presnosť.
-
Ovládané: Presná výroba, nastaviteľné split matice, predpätie duálne matice.
-
-
Wear & Life:
-
Režim primárneho zlyhania je opotrebenie vlákna. Život závisí od:
-
Zaťaženie a rýchlosť (PV Limit - tlak x rýchlosť)
-
Spárovanie materiálu
-
Mazanie: Kritické! Znižuje trenie, opotrebenie a teplo. Používajte vysokotlakový mastnot alebo olej vhodný pre životné prostredie.
-
Ochrana kontaminácie (stierače, vlnovce)
-
-
-
Self-Locking vs. chrbtom:
-
Self-Locking dochádza k tomu, keď
λ <φ. Nevyhnutné pre bezpečnosť vo vertikálnych osiach. -
POZOR: Zisky účinnosti (napr. Lubrikáciou) môžu znížiť uhol trenia (φ) a potenciálne eliminovať sebaklamanie! Overte pozorne.
-
Bežné normy
-
Metrický lichobežník: DIN 103 (Profil), DIN 513 (Tolerancie). Bežné výšky: TR8X1.5, TR10X2, TR12X3, TR16X4, TR20X4 atď.
-
ACME (Imperial): ASME B1.5 . Bežné veľkosti: 1/2 "-10, 3/4" -6, 1 "-5 atď. (Priemer-tpi).
-
Vláknaté vlákna: Zvýšenie olova bez zvýšenia výšky tónu (rýchlejšie cestovanie na revolúciu, vyššia účinnosť, ale znížená tendencia sebaklamov).
Kľúčové aplikácie (kde vynikajú)
-
Vertikálne zdvíhacie systémy: Zdviháky, nožnice, ovládače (spoliehajú sa na sebaklam).
-
Ťažké priemyselné stroje: Spravodičov (staršie vzory), lisy, pečiatky, dopravníky.
-
Tvrdé prostredie: Píly, banské vybavenie, poľnohospodárske stroje (tolerancia trosiek).
-
Presné umiestnenie (citlivé na náklady): 3D tlačiarne (nižšie), laboratórne vybavenie, optické fázy (s predpätými orechmi).
-
Manuálna prevádzka: Upínacie zariadenia, ovládače ventilov, fázy manuálneho polohovania.
Príručka výberu: Kľúčové otázky
-
Aké sú axiálne statické/dynamické zaťaženie? (Určuje priemer skrutky, pevnosť materiálu).
-
Aká rýchlosť (RPM) a lineárna rýchlosť (m/s) sa vyžaduje? (Vplyv efektívnosti, výroby tepla, opotrebenie - Skontrolujte limity PV).
-
Je presnosť alebo minimálna vôľa kritická? (Diktuje kvalitu vlákna, potreba predpätia).
-
Vyžaduje sa sebakrak? (Kľúčové pre vertikálne/zavesené zaťaženie - dopady na výber olova a mazanie).
-
Aké je operačné prostredie? (Corozívne? Špinavá? Vysoká teplota? - Určuje materiál/mazivo/tesnenie).
-
Pracovný cyklus? (Nepretržitá prevádzka si vyžaduje robustné mazanie/chladenie).
-
Cena Target? (Trapezoidal je lacnejší ako guľové skrutky, ale bronzové matice pridávajú náklady vs plast).
Inštalácia a údržba osvedčené postupy
-
Zarovnanie: Nesprávne zarovnanie je vrah. Používajte flexibilné spojky, zabezpečte presné montáž podpory/ložísk.
-
Ložiská na ťahanie: Musí sa použiť na manipuláciu s axiálnymi zaťaženiami, ktoré sú primerané. Váha skrutky na radiálne ložiská.
-
Mazanie:
-
Vyberte správny typ (tuk pre miernu rýchlosť/držiak, olej pre vysokú rýchlosť/kontinuálne služby).
-
Implementujte mazanie portov/systémov.
-
Stanovte prísny harmonogram prepracovania.
-
-
Ovládanie kontaminácie: Používajte stierače/škrabky a ochranné vlnovce, kde je prítomný prach/hranolky/swarf.
-
Vyhýbajte sa nadmernému cestovaniu: Pomocou limitných spínačov zabránite utekajúcim koncom skrutiek matice.
Trapezoidálne vs. loptové skrutky: Kedy si vybrať, ktoré?
-
Vyberte lichobežníkové olovené skrutky, keď:
-
Cena je hlavným vodičom.
-
Samoobslužovanie je nevyhnutné.
-
Sú prítomné veľmi vysoké statické zaťaženie alebo nárazové zaťaženie.
-
Prostredie je špinavé alebo mazanie je zriedkavé.
-
Mierna presnosť/rýchlosť je dostatočná.
-
Hluk je potrebné minimalizovať.
-
-
Vyberte loptové skrutky, keď:
-
Vyžaduje sa vysoká účinnosť (> 80%) (zníženie veľkosti motora/teplo).
-
Potrebné sú vysoké rýchlosti alebo rýchle cyklovanie.
-
Vysoká presnosť a minimálna vôľa sú kritické.
-
Vedenie je prijateľné alebo požadované.
-
Rozpočet umožňuje vyššie náklady.
-
Záver: Lapezoidálne olovené skrutky zostávajú životne dôležitými komponentmi, ktoré ponúkajú neprekonateľnú jednoduchosť, trvanlivosť a nákladovú efektívnosť pre lineárny pohyb v náročných podmienkach. Kľúčom k úspešnej implementácii je pochopenie ich silných stránok (zaťaženie, sebazápal, robustnosť), obmedzenia (účinnosť, opotrebenie) a správne postupy výberu/inštalácie (zarovnanie, mazanie, limity PV). Vždy poraďte katalógy výrobcov a technické údaje, kde nájdete špecifické rozmery, hodnotenie zaťaženia a materiálovú kompatibilitu pre vašu aplikáciu.
