Передача «винт-гайка»: назначение, применение и повышение срока службы
- Назначение и применение передачи «винт-гайка»
- Факторы износа и ремонт ходового винта передачи скольжения
Назначение и применение передачи «винт-гайка»
Передача «винт-гайка» предназначена для превращения вращательного движения одного из элементов в поступательное перемещение второго. Как правило, вращение придается закрепленному от осевых перемещений винту.
Составными компонентами передачи являются винт и гайка. Между ними могут располагаться тела качения – шарики. Данный вид передачи называется шарико-винтовой парой.
В передачах скольжения используются свойства резьбы различного профиля.
Передачи скольжения и качения имеют отличающиеся области применения, несмотря на одинаковое назначение.
Шарико-винтовая пара характеризуется высоким коэффициентом полезного действия, способностью работать при большой скорости, при этом требует высокой точности при изготовлении, имеет повышенную стоимость. За счет исключения трения скольжения она имеет более длительный ресурс.
Пара «винт-гайка скольжения» обладает повышенными точностью перемещения, грузоподъемностью, несущей способностью при малых габаритах, может иметь способность к самостоятельному торможению, поэтому подходит для вертикальных перемещений, работает без рывков и повышенного шума, проста в изготовлении, при этом имеет меньший срок службы и коэффициент полезного действия, чем ШВП, из-за потерь на трение.
Выбор оптимального типа передачи «винт-гайка» осуществляется исходя из условий работы.
Шарико-винтовые пары используются в авиа- и автомобилестроении, прецизионных устройствах – роботах, на сборочных линиях. Они очень требовательны к чистоте окружающей среды – отсутствию в воздухе абразивных частиц.
Винтовые пары скольжения с трапецеидальными ходовыми винтами наиболее распространены в системах подач станков с ЧПУ. Также они используются в грузоподъемных механизмах, домкратах, прессах, механизмах сдвижных дверей, приводах трубопроводной арматуры и прочих устройствах. Они эффективны при медленном скольжении и высоких нагрузках.
Трапецеидальный профиль резьбы ходового винта предпочтителен благодаря его повышенной грузоподъемности, износостойкости.
Факторы износа и ремонт ходового винта передачи скольжения
Как уже отмечалось, передачи скольжения склонны к повышенному износу из-за высокого трения.
Для увеличения срока службы ходового винта в конструкцию вместо металлических включаются гайки из полимерного материала, не приводящие к повреждению винта и которые можно заменить отдельно.
Станки и другие механизмы, в которых используются винтовые передачи (автомобильные подъемники, механизмы сдвижных дверей и так далее), часто функционируют в условиях высокой запыленности и воздействия неблагоприятных внешних факторов.
Пластичные и жидкие смазки, которые используются для снижения износа, повышения плавности перемещения ходового винта, притягивают к себе абразивные частицы из окружающей среды, вследствие чего детали изнашиваются быстрее.
Исключение применения смазок приводит к снижению грузоподъемности передачи, уменьшению плавности движения.
Чтобы обеспечить плавное движение, снизить износ, защитить ходовой винт от коррозии, применяются твердые смазки, не притягивающие пыль. Например, на ходовых винтах приводов используется антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1014.
Оно позволяет создать необслуживаемый узел трения, не притягивает к себе пыль, предотвращая абразивный износ деталей, обеспечивает долговременную защиту от коррозии и влияния внешних факторов.
Об износе компонентов винтовой передачи свидетельствует появление зазора между деталями. Это снижает точность позиционирования. На начальном этапе исправить данную проблему можно путем перекоса гайки. Такой способ возможно осуществить только для трапецеидального винта.
При наличии повреждений на поверхности осуществляют ремонт ходового винта. Он начинается с проверки детали на биение.
После этого искривленные поверхности повергаются восстановлению, резьбовая часть протачивается, профиль восстанавливается.
После ремонта ходовой винт меняет свои диаметры, поэтому для работы к нему изготавливается гайка в соответствии с новыми параметрами.
Ремонт ходового винта осуществляет только в том случае, если его износ не превышает 5 процентов от первоначальной толщины витка.