Який незамінний ключовий компонент у світі передач?

У світі передач ball screw є незамінним ключовим механічним компонентом. Він найчастіше використовується як елемент передачі у інструментальному та точному машинобудуванні, головна функція якого полягає у перетворенні обертального руху на лінійний. Завдяки невеликому коефіцієнту тертя, шарувані віси широко використовуються у різних видів промислового обладнання та точних приладів.

Шаруваний віс складається з віса, гайки, стальових куль, прес-пласти, реверсора та пристрою протидії пилу. Його функція полягає у перетворенні обертального руху на лінійний, тобто заміні повзучого діяння на котушкове.
У 1898 році люди зробили першу спробу додати стальні кульки між гайкою та віссю, перетворюючи повзучий контакт традиційного відкрутика на котушковий контакт; замінюючи повзуче тертя на котушкове, перетворюючи обертальний рух стальових кульок у гайці на лінійний рух, і перетворюючи момент сили на осьову повторювану силу, щоб покращити погану позицію та легку пошкодженість традиційних відкрутиків.

Котушковий відкрутик був запатентований Рудольфом Г. Боєм із Техасу і отримав американський патент у 1929 році.

Коли котушковий відкрутик використовується як активне тіло, гайка перетворюється у лінійний рух за відповідною специфікацією залежно від кута обертання віссі. Пасивна деталь може бути підключена до гайки через корпус гайки, таким чином реалізуючи відповідний лінійний рух.

Спіральна шука зібрана з металу, зазвичай зроблена з сталі, і складається з внутрішньо нитевидної гайки та відправи. Спіральна канавка гайки відповідає спіральній канавці відправи.

Усередині канавок, уміщених у гайці, знаходиться багато малих куль із хромової сталі. Коли кулі циркулюють у гайці, вони забезпечують плавне рухання під відправою. Відбивна плита або система повернення тримає кулі та робить їх циркулюючими через гайку.

При використанні разом з мотором, спіральні шуки досягають 90% ефективності. Вони досить точні, з точністю декілька десятих тисяч дюйма на фут. Багато галузей використовують спіральні шуки для точного керування, включаючи авіаційну, комп'ютерну, електроніку, автомобільну та медичну промисловість.

Спіральні шуки також часто використовуються у процесах виготовлення і є поширеними у роботах, автоматизованих лініях збірки, обладнанні для обробки матеріалів, конвеєрах, машинних інструментах, керуванні проводами та точному обладнанні для збірки.

Скрутовий блок складається з вісі та гайки, кожна з яких має спільні спіральні канавки. Кульки котуються між цими канавками і забезпечують єдиний контакт між гайкою та віссю.

Коли вісь або гайка обертаються, кульки відфлесковуються дефлекційним пристроєм у систему повернення кульок гайки, і вони проходять через систему повернення по неперервному шляху до протилежного кінця гайки з кульковим шаром. Потім кульки виходять з системи повернення у рушійні канавки вісі з кульковим шаром та гайки для рециркуляції у замкнутому циклі.

Гайка з кульковим шаром визначає навантаження та термін служби скрутового блоку. Співвідношення кількості намоток у петлі гайки з кульковим шаром до кількості намоток на скрутовій вісі визначає ступінь, у якій гайка з кульковим шаром досягне вичерпання (зносу) швидше, ніж скрутовий вісь.

Гайка з кульковим шаром містить два типи методів повернення кульок: зовнішній циркуляційний тип та внутрішній циркуляційний тип.

Тип зовнішньої циркуляції: кульки повертаються до протилежного кінця петлі через трубу повороту, і труба повернення кульок виходить за межі зовнішнього діаметра гайки.

Тип внутрішньої циркуляції: кульки повертаються через або вздовж стіни гайки, нижче зовнішнього діаметра гайки.

У внутрішньому типі є обертовий коло (як показано на рисунку вище). Кульки змушуються перешкоджувати верхівці нитки на вісі через систему повернення. Це називається типом внутрішнього повернення з хрестовим відфлюгером. У гайці з хрестовим відфлюгером кулька робить вісь обертання лише на один оберт, і шлях повернення закривається відфлюгером кульки (B) у гайці (C), дозволяючи кулькам переходити між сусідніми бороздками у точках (A) і (D).

Коли довга вісова шука обертається з високою швидкістю, вона почне коливатися, коли співвідношення тонкості досягне природної гармонічної частоти розмірів валу. Це називається критичною швидкістю і може бути дуже шкідливим для терміну експлуатації вісової шуки. (Безпечна експлуатаційна швидкість не повинна перевищувати 80% критичної швидкості шуки.)

Деякі застосунки вимагають більш довгих довжин валів і високих швидкостей, і це всі місця, де потрібна обертальна група шаруватого гайки.