V mechanických pohybových systémoch sa skrutkové jednotky široko používajú na premenu rotačného pohybu na lineárny pohyb. Medzi najbežnejšie typy patria lichobežníky olovnaté skrutky a guľové skrutky. Aj keď obidve slúžia podobným funkciám, výrazne sa líšia v návrhu, účinnosti, manipulácii s nákladom a ideálnymi prípadmi použitia.
1. Základná štruktúra a princíp prevádzky
Lichobežník :
Známy tiež ako skrutky ACME (najmä v Severnej Amerike), lichobežné olovené skrutky sú vybavené profilom vlákna v tvare lichobežníka, zvyčajne s uhlom závitu 30 ° alebo 29 °. Pohyb sa dosahuje posuvným kontaktom medzi skrutkou a zodpovedajúcou bronzovou alebo polymérnou maticou.
Lopta:
Guľové skrutky pozostávajú zo skrutkového hriadeľa a matice guľôčok s recirkulujúcimi guľovými ložiskami medzi závitmi. Tieto guľôčkové ložiská znižujú trenie skôr valcovaním, ako kĺzaním, čo výrazne zlepšuje účinnosť.
2. Účinnosť a trenie
Lichobežná olovna skrutka:
Funguje s vyšším trením v dôsledku priameho kĺzavého kĺzavého kĺzavého kĺzavého kontaktu.
Typická mechanická účinnosť sa pohybuje od 30% do 50%.
V mnohých prípadoch sa sebaklam, čo znamená, že odoláva chrbtovi bez vonkajších brzdy.
Lopta:
Ponúka veľmi nízke trenie vďaka valcujúcemu sa pohybom guľôčkových ložísk.
Účinnosť je nad 90%, vďaka čomu je vhodná pre vysokorýchlostné aplikácie s vysokým cyklom.
Nie samoliečanie-Vyžadujú brzdové systémy alebo motory, ktoré držia pozíciu.
3. Zaťaženie a opotrebenie
Lichobežná olovna skrutka:
Spravidla spracováva mierne zaťaženie pri nižších rýchlostiach.
Viac opotrebenia v priebehu času v dôsledku posuvného kontaktu, ale ľahšie sa udržiava a nákladovo efektívne nahradí.
Funguje dobre v prostrediach, ktoré si vyžadujú odolnosť proti šoku a zriedkavý pohyb.
Lopta:
Schopná zvládnuť vyššie dynamické zaťaženia s vynikajúcou presnosťou.
Menšie opotrebenie, dlhšia životnosť v nepretržitej službe.
Citlivé na kontamináciu - Vyžadujú čisté prevádzkové prostredia a mazanie.
4. Presnosť a vôľa
Lichobežná olovna skrutka:
Mierna presnosť, zvyčajne s väčším odporom, pokiaľ sa nepoužívajú anti-baklasové orechy.
Vhodný pre aplikácie, kde nie je kritická absolútna presnosť.
Lopta:
Vysoká presnosť a opakovateľnosť, často používaná v CNC strojoch, robotike a automatizácii.
Minimálna vôľa v dôsledku predpätia guľôčkových orechov a tesných tolerancií.
5. Náklady a zložitosť
Lichobežná olovna skrutka:
Nižšie náklady vo výrobe a údržbe.
Jednoduchší dizajn, ľahšie sa inštaluje a pracuje v základných nastaveniach.
Lopta:
Vyššie počiatočné náklady a zložitejší dizajn.
Vyžaduje starostlivejšie zarovnanie a prebiehajúce mazanie.
Súhrnné porovnanie
| jedlá | Lichobežník | Loptička |
| Trenie a efektívnosť | Vysoké trenie, ~ 30–50% účinnosť | Nízke trenie, ~ 90% účinnosť |
| Samostatný | Áno (často) | Nie (vyžaduje brzdu) |
| Manipulácia | Mierne zaťaženie | Vysoké zaťaženia a dynamické sily |
| Presnosť | Mierne, viac vôle | Vysoká presnosť, nízka vôľa |
| Náklady | Znížiť | Vyšší |
| Údržba | Jednoduché, viac náchylné na opotrebenie | Vyžaduje mazanie, dlhší život |
V závislosti od aplikácie majú výrazné výhody olovo a skrutky guľôčok. Trapezoidálne skrutky sú vhodnejšie pre nízkorchvové, stredne veľké, nákladovo citlivé prostredie, v ktorých je sebaposkytnutá výhoda-napríklad konektory, ovládače alebo zdvíhacie platformy. Na druhej strane loptové skrutky vynikajú vo vysokorýchlostných, vysokoročných aplikáciách, ako sú CNC stroje, 3D tlačiarne a pokročilé automatizačné systémy.
Výber medzi nimi si vyžaduje rovnováhu potrieb výkonnosti, rozpočtových obmedzení a komplexnosti systému.
