ЧПУ станок своими руками чертежи
ЧПУ станок своими руками, чертежи простой бюджетной конструкции. Задача данной статьи – на примере, помочь желающим разобраться в построении механической части оборудования. Перед началом работ, составим
Техническое задание разрабатываемого станка:
1.
Точность при обработке деталей не более 100 (мкм).
2.
Скорость перемещения шпинделя по осям:
- холостой ход – 90 (см/мин)
- рабочий режим – до 45 (см/мин)
3.
Рабочая область механической обработки детали:
- по оси «Х» – 70 (см)
- по оси «Y» – 39 (см)
- по оси «Z» – 7 (см)
Хотя конструкция любительская, а несложные расчеты, все равно необходимо произвести.
Шаговый двигатель ДШИ-3-1.
В оптимальном режиме работы (полушаговом), двигатель совершает: 400 шагов за один оборот вала и 150 оборотов в минуту. Нетрудно рассчитать, на какое расстояние переместится рабочая фреза. Если шаг резьбы винта выбрать 3 (мм), то получим перемещение фрезы: за один шаг двигателя 3/400=7,5 (мкм); за одну минуту работы двигателя 3х150=45 (см).
Ходовой винт трансмиссии:
- диаметр винта 14 (мм)
- резьба прямоугольная
- резьбовой шаг 3 (мм)
- высота профиля резьбы 1,5 (мм)
Винт закреплен жестко с обеих сторон, с одной стороны вставлен в подшипниковый узел, с другой стороны насажен на вал шагового двигателя
Изготовления винта (не закалена резьбовая часть) из стали А40Г. Если резьбовую часть термически обработать и отшлифовать, подойдет сталь 40ХГ или 65Г.
Применим радиально упорный двухрядный подшипник серии 3056200 (открытый), или его аналог 3200-2rs (закрытый), который обеспечивает упор винта в двух направлениях вдоль оси. Натяг подшипника обеспечивается корончатой гайкой, с последующей ее фиксацией на валу, при помощи шплинта.
Ходовая регулируемая гайка.
Конструкция гайки позволяет регулировать зазор люфта в винтовой передаче. Материал для ее изготовления – бонза марок БрО10Ф1 или БрО6Ц6С3.
Вес каретки с навесным оборудованием по оси «Х», примерно около пяти килограмм. Следовательно, максимальный прогиб направляющей из закаленной стали 40Х (твердость 40…50 HRC), диаметром 16 (мм) на длине 700 (мм), составит 2…3 (мкм), чего вполне достаточно.
Корпус с подшипником скольжения.
Подшипники скольжения, изготовленные из бронзы марок БрО10-1, БрОЦС5-7-12 или БрОЦС6-6-3, имеют ряд положительных моментов:
- обладают малой массой и небольшими габаритными размерами
- хорошо работают на больших скоростях и при больших нагрузках
- бесшумны
- обладают хорошей демпфирующей способностью.
Они запрессовываются в алюминиевый корпус наглухо, с припуском по внутреннему диаметру. Длина втулки определяется по формуле: L = 0,8d
Зубчатый ремень и шкив.
Выбираем алюминиевый зубчатый шкив ременной передачи типа 5М-15 диаметром 23,87 (мм) и зубчатый замкнутый ремень с таким же профилем зуба типа 5М-15 длиной 1200 (мм). Находим межосевое расстояние между центрами шкивов по формуле:
l
– длина ремняd – диаметр шкива
подставим значения ½ (1200 – 3,14 х 23,87) = 562,5 (мм)
Типы гаек ШВП
Шариковые гайки бывают:
- По методу создания резьбы – катанные и шлифованные. В 1 случае резьба наносится по методу холодной накатки, а во 2-м – по технологии нарезки и многоэтапной шлифовки. Шлифованные изделия обеспечивают более высокую точность позиционирования, но и цена у них выше.
- По типу конструкции – состоящие из 1-й или 2-х частей.
- С фланцем и без фланца.
- Подвижные и неподвижные – в зависимости от места крепления подвижного узла (на гайке или на винте).
- С шагом резьбы в диапазоне 1,5–50 мм. При большом шаге резьбы выше скорость, но ниже точность позиционирования, и есть риск самопроизвольного движения гайки.
- Разных классов точности – от С0 до С10, в зависимости от погрешности позиционирования гайки при ее движении вдоль винта (3,5–50 мкм).
- По назначению – транспортные и прецизионные, в зависимости от обеспечиваемой точности позиционирования. Транспортные модели используются в прессах, подъемниках и другом оборудовании, не требующем высокоточного позиционирования. В остальных случаях, включая медоборудование и станки с ЧПУ, используются винты и гайки ШВП прецизионного типа.
- В зависимости от рабочих условий – модели с зазором и с преднатягом. Для устранения зазора по оси, повышения жесткости и получения более точных перемещений ШВП с зазором собираются с предварительным натягом. Он реализуется использованием шариков увеличенного диаметра или установкой в общем корпусе 2-х гаек с дальнейшим осевым смещением и возможностью регулировки натяга.
- По типу передачи шариков – стандартные, нестандартные и высокоскоростные. В стандартных гайках происходит внутренняя передача шариков в гнезде или рессоре передачи. В нестандартных моделях реализована наружная передача шариков в перепускном канале. Для высокоскоростных гаек характерна особая конструкция торцевых крышек, и шарики перекатываются по продольному аксиальному отверстию.
- По размерам гайки ШВП бывают стандартной, миниатюрной и скоростной серии.
Стоит ли брать брендовые изделия?
Практика показала, что знаменитые производители также имеют процент бракованной продукции. Но он, конечно, гораздо ниже. Однако если понимать отличительные признаки некачественного товара, то можно покупать ШВП-аналоги. Проверенные фирмы могут предоставить товар не хуже брендовых и по точности и жесткости.
Однако часто эксперименты обходятся дороже затрат на оплату качественного товара при сложном техническом восстановлении процесса производства после ремонта. На маленький станок можно купить аналоги корейских или китайских компаний, но для массивного многоосевого управляющего центра требуется деталь надежная. Узнать о качестве любой продукции можно по отзывам покупателей.
Недоверие у потребителей вызывают новые фирмы-производители, не имеющие опыта в изготовлении такой продукции. Для оценки таких участников рынка прибегают к сравнению характеристик товара. Изначально в стоимость любой ШВП заложена минимальная цифра. Если товар дешевле, то он физически не может отвечать заявленным показателям. Поэтому погоня за экономией должна быть разумной.
Типы гаек по способу обращения шариков бывают следующих видов
Тип с возвратным каналом
это наиболее распространенный тип гаек, он использует для обращения шариков возвратный канал. Возвратный канал позволяет подбирать шарики, пропускать их через трубку канала и возвращать в исходное положение, завершая цикл непрерывного движения.
Дефлекторный тип
— наиболее компактный тип гайки. Шарики изменяют направление движения при помощи дефлектора, проходят по окружности ходового винта и возвращаются в исходное положение, завершая цикл непрерывного движения.
Тип с торцевой пластиной
лучше всего подходит для использования на больших скоростях с винтом большого шага. Шарики подхватываются торцевой пластиной, проходят через отверстие в гайке и возвращаются в исходное положение, завершая цикл непрерывного движения.
Функциональное предназначение и устройство
Вид профиля впадины винт-гайка: а) арочный контур б) радиусный контур
Цель рассматриваемого механизма состоит в том, чтобы преобразовать вращательное движение привода в прямолинейное перемещение рабочего объекта. Передача состоит из двух составных частей: ходового винта и гайки.
Винт изготавливается из высокопрочных сталей марок 8ХФ, 8ХФВД, ХВГ, подвергнутых индукционной закалке, или 20Х3МВФ с азотированием. Резьба выполнена в форме спиральной канавки полукруглого или треугольного сечения. В зависимости от условий работы винта профиль впадины может иметь несколько исполнений. Наиболее часто применяется арочный или радиусный контур.
Охватывающая деталь — гайка является составным узлом. Она имеет сложное устройство. Обычно представляет собой корпус, в котором расположены два вкладыша с такими же канавками, как и у ходового винта. Материал вкладных деталей: объемно закаливаемая сталь марки ХВГ, цементируемые стали 12ХН3А, 12Х2Н4А, 18ХГТ. Вставки устанавливают таким образом, чтобы после сборки обеспечить предварительный натяг в системе винт-гайка.
Внутри винтовых канавок размещаются закаленные стальные шарики, изготовленные из стали ШХ15, которые при работе передачи циркулируют по замкнутой траектории. Для этого внутри корпуса гайки имеются несколько обводных каналов, выполненных в виде трубок, соединяющих витки гайки. Длина их может быть различной, то есть шарики могут возвращаться через один, два витка, или в конце гайки. Наиболее распространенным является возврат на смежный виток (система DIN).
Принцип работы
Винт приводится во вращение от приводного электродвигателя, гайка закреплена неподвижно на рабочем органе станка (суппорт, каретка, шпиндельная бабка, люнет и так далее). При этом возникает осевая сила, действующая на шарики, размещенные внутри гайки, под действием которой они начинают катиться в замкнутых винтовых канавках. Сила реакции воздействует на гайку, а поскольку та жестко соединена с перемещаемой деталью, заставляет последнюю перемещаться по направляющим станка. В чем состоит отличие работы ШВП от обычной винтовой передачи с трапециевидной резьбой, которая ранее применялась на станках?
- 1. При вращении ходового винта прежней конструкции в зоне контакта двух деталей возникало трение скольжения, характеризующееся коэффициентом трения (бронза по стали, со смазкой) f = 0,07–0,1. В механизме с шариковыми элементами действует трение качения с коэффициентом f = 0,0015–0,006. Как видно из приведенных значений, винтовые шариковые передачи требует значительно меньшей мощности приводного двигателя.
- 2. Для точного позиционирования каретки или суппорта станка перед остановкой рабочего органа необходимо замедлять скорость его перемещения. По достижении определенного порога минимальной скорости возможны микроостановки — залипания — движущегося узла. В момент возобновления движения его характер определяется трением покоя, которое при скольжении значительно превышает трение движения. Из-за этого возникают рывки, ухудшающие точность позиционирования. При трении качения этот недостаток практически сводится к нулю.
Точность ШВП
Высокоточные винты обычно дают погрешность порядка 1-3 микрон на 300 мм хода, и даже точнее. Заготовки под такие винты получают грубой механоообработкой, затем заготовки закаливаются и шлифуются до кондиции. Три шага строго обязательны, т.к. температурная обработка сильно меняет поверхность ШВП.
Hard-whirling это сравнительно новая технология металлообработки, которая минимизирует нагрев заготовки в процессе, и может произвести точные винты из закаленной заготовки. Инструментальные винты ШВП обычно достигают точности 250 нм на сантиметр. Они изготавливаются фрезеровкой и шлифовкой на сверхточном оборудовании с контролем специализированным оборудованием субмикронной точности. Аналогичным оборудованием оснащены линии по производству линз и зеркал. Такие винты обычно изготавливаются из Инвара или других инварных сплавов, чтобы минимизировать погрешность, вносимую тепловым расширением винта.
Системы рециркуляции шариков
Важным конструктивным элементом можно назвать систему рециркуляции шариков. Она отличается следующими характерностями:
- Шарики меняют собственное положение в каналах резьбы гайки и специализированных дорожках для бега винта. При этом они отличаются верными размерами. Во время изготовления шариков применяется сталь с большим уровнем стойкости к износу. В другом случае может возникнет люфт, который плохо проявится на эксплуатационных качествах шарико-винтовой передачи.
- Если не применять специализированную систему, то в конце хода шарики просто бы выбегали из конструкции наружу. Собственно поэтому при разработке конструкции постоянно применяются системы возврата.
- Внешняя система представлена железной трубкой, которая соединяет входное и отверстие для выхода. Система внутреннего типа предоставлена каналами, нарезаемыми вблизи винта.
В наши дни обширное распространение получил вариант выполнения, при котором движение шариков закольцовано. Благодаря этому обеспечиваются самые лучшие условия эксплуатации устройства.
Испытания на соответствие техническим условиям 3408-3
Измерение тормозного момента на нагружающем Δ Tp
Тормозной момент через нагружающий Tpr
Момент шарикового винта , который требуется чтобы повернуть для поворота шариковой гайки против винта (или наоборот) без внешней нагрузки
Возможные моменты трения из-за уплотняющего элемента не берутся во внимание.. Совокупный тормозной момент Tt
Момент который требуется чтобы повернуть шариковую гайку против шарикового винта (или наоборот) без внешней нагрузки, включая момент трения уплотняющих элементов
Момент который требуется чтобы повернуть шариковую гайку против шарикового винта (или наоборот) без внешней нагрузки, включая момент трения уплотняющих элементов
Совокупный тормозной момент Tt
Момент который требуется чтобы повернуть шариковую гайку против шарикового винта (или наоборот) без внешней нагрузки, включая момент трения уплотняющих элементов
Вариация момента
Значение колебаний предварительно определенного тормозного момента под предварительной нагрузкой. Положительное или отрицательное значение относительно среднего момента
Метод измерений
Предварительный натяг генерирует динамический момент трения между гайкой и резьбой в шарико-винтовой паре. Это измеряется путем перемещения шпинделя с резьбой на постоянной скорости, в то время как гайка удерживается специальным блокирующим устройством. Измеренная сила F используется для подсчета тормозного момента шпинделя с резьбой.
| Средний крутящий момент Tp0 | Общая длина | |||||||||||||
| До 4000 | От 4000 до 10000 | |||||||||||||
| 40 | (Длина резьбовой части/диаметр винта)≤40 | – | ||||||||||||
| ΔTpp (в % до Tp0)класс точности | ΔTpp (в % до Tp0)класс точности | ΔTpp (в % до Tp0)класс точности | ||||||||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 1 | 3 | 5 | 7 | 3 | 5 | 7 | ||
| 0.2 | 0.4 | ± 30 % | ± 35 % | ± 40 % | ± 50 % | – | ± 40 % | ± 40 % | ± 50 % | ± 60 % | – | – | – | – |
| 0.4 | 0.6 | ± 25 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 40 % | – | ± 35 % | ± 35 % | ± 40 % | ± 45 % | – | – | – | – |
| 0.6 | 1.0 | ± 20 % | ± 25 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 40 % | ± 30 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 40 % | ± 45 % | ± 40 % | ± 45 % | ± 50 % |
| 1.0 | 2.5 | ± 15 % | ± 20 % | ± 25 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 25 % | ± 25 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 40 % | ± 35 % | ± 40 % | ± 45 % |
| 2.5 | 6.3 | ± 10 % | ± 15 % | ± 20 % | ± 25 % | ± 30 % | ± 20 % | ± 20 % | ± 25 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 30 % | ± 35 % | ± 40 % |
| 6.3 | 10 | – | – | ± 15 % | ± 20 % | ± 30 % | – | – | ± 20 % | ± 25 % | ± 35 % | ± 25 % | ± 30 % | ± 35 % |
Критическая скорость вращения шарикового винта
Как и у любого торсионного вала, у шарикового винта есть критическая скорость, которая является гармоническим колебанием. Постоянное вращение шарикового винта в диапазоне критической скорости сократит период эксплуатации, и может повлиять на производительность машины. Критическая скорость является функциональной зависимостью диаметра, длины шарикового винта и конфигурации монтажа. Осевой зазор гайки не оказывает влияние на критическую скорость nk.
Операционная скорость не должна превышать 80% от критической скорости. Формула ниже для подсчета допустимой скорости nkzyl учитывает этот фактор безопасности 0,8.
,где Nk – критическая скорость (число оборотов в минуту) Nkzyl – рабочая скорость вращения (число оборотов в минуту) α – фактор безопасности (=0,8) E – модуль эластичности (E=2,06*105 Н/мм2) l – геометрический момент инерции (мм2) d2 – диаметр стержня шарикового винта (мм) γ – специфическая плотность материала (7,6*10 -5 Н/мм3) g – постоянная величина земной гравитации (9,8*10 3 мм/с2) А – поперечное сечение шарикового винта (мм2) lk – неподдерживаемая длина между двумя корпусами f – фактор коррекции по монтажу
| Плавающий – плавающий | λ=3.14 | f=9.7 |
| Жесткий — плавающий | λ=3.927 | f=15.1 |
| Жесткий — жесткий | λ=4.730 | f=21.9 |
| Жесткий — свободный | λ=1.875 | f=3.4 |
Максимально допустимая скорость шарикового винта ограничена.
Для гаек SC/DC d0*nkzyl≤120 000
Для гаек CI, SK, SU/DU, SE d0*nkzyl≤90 000 , где d0 — центральный диаметр шпинделя,мм
Пожалуйста, свяжитесь с нашими инженерами, если требуемая скорость превышает DN, или если шариковый винт используется на более высоких скоростях.
Производство винтов ШВП
Высокая точность позиционирования двух элементов, находящихся в паре, определяет возникновение серьезных трудностей с их производством. Радиальный зазор между винтом может стать причиной появления люфта. Рассматривая изготовление отметим нижеприведенные моменты:
- Самое точное шарико-винтовое устройство производится путем шлифования. Поверхность подобным образом может обрабатываться исключительно при применении специального оборудования.
- В некоторых случаях производство винта проводится при применении технологии наката. Подобный вариант исполнения винта характеризуется более низкой стоимостью, но точность довольно велика.
В интернете и других источниках можно встретить требуемые схемы для изготовления рассматриваемой пары. При этом чертеж изготавливается с учетом установленных стандартов
Сложность процесса производства определяет то, что нужно уделять внимание исключительно продукции известных компаний
Особенности зубчатого механизма
Такие механизмы предназначены для того, чтобы передавать вращение от одного зубчатого колеса к другому, используя зацепление зубцов. У них относительно малые потери на трение по сравнению с фрикционами, поскольку плотный прижим колесной пары друг к другу не нужен.
Зубчатый механизм
Пара шестерен преобразует скорость вращения вала обратно пропорционально соотношению числа зубцов. Это соотношение называют передаточным числом. Так, колесо с пятью зубьями будет вращаться в 4 раза быстрее, чем состоящее с ним в зацеплении 20-зубое колесо. Крутящий момент в такой паре уменьшится также в 4 раза. Это свойство используют для создания редукторов, понижающих скорость вращения с возрастанием крутящего момента (или наоборот).
Если необходимо получить большое передаточное число, то одной пары шестерен может быть недостаточно: редуктор получится очень больших размеров. Тогда применяют несколько последовательных пар шестерен, каждую с относительно небольшим передаточным числом. Характерным примером такого вида является автомобильная коробка передач или механические часы.
Зубчатый механизм способен также изменять направление вращения приводного вала. Если оси лежат в одной плоскости — применяют конические шестерни, если в разных- то передачу червячного или планетарного вида.
Планетарный зубчатый механизм
Для реализации движение с определенным периодом на одной из шестерен оставляют один (или несколько) зубец. Тогда вторичный вал будет перемещаться на заданный угол только каждый полный оборот ведущего вала.
Если развернуть одну из шестерен на плоскость – получится зубчатая рейка. Такая пара может преобразовывать вращательное движение в прямолинейное.
Шарико-винтовая передача (ШВП)
ШВП — эта одна из разновидностей линейного привода, которая также служит для того, чтобы преобразовывать вращательное движение в поступательное. Однако здесь есть отличие, которое заключается в том, что этот тип системы характеризуется очень малым трением.
Роль винта в таких системах исполняет вал, который обычно выполнен из очень прочной стали. На своей поверхности это устройство имеет беговые дорожки со специфичной формой. Именно такое приспособление способно взаимодействовать с гайкой. Однако их работа осуществляется не напрямую, как это происходит в обычной винтовой передаче, а через маленькие шарики. Здесь используется принцип трения качения.
Данный принцип взаимодействия обеспечивает очень высокие показатели коэффициента полезного действия (КПД), а также высокие перегрузочные характеристики.
Область применения
ШВП получили широкое распространение во многих отраслях промышленности: станкостроение, робототехника, сборочные линии и транспортные устройства, комплексные автоматизированные системы, деревообработка, автомобилестроение, медицинское оборудование, атомная энергетика, космическая и авиационная промышленность, военная техника, точные измерительные приборы и многое другое. Несколько примеров использования этих узлов:
- Приводы подач станков с ЧПУ. Первый серийно выпускаемый в СССР обрабатывающий центр ИР-500 имел 3 координаты обработки. Современные системы содержат значительно большее количество линейных приводов. Например, многошпиндельные автоматы продольного точения Tornos серии MULTI SWISS имеют 14 управляемых осей.
- Перемещение поршня-рейки рулевого механизма автомобилей (МАЗ, КАМАЗ, Газель).
- Вертикальное перемещение каретки производственного 3D-принтера VECTORUS серий iPro и sPro.
Прецизионные катаные шарико-винтовые пары с цилиндрическим фланцем: SN / BN / PN
Особенности и преимущества
- Опционально: уменьшенный до 0,05…0,08 мм осевой зазор, в зависимости от размера (версия SN)
- Стандартный преднатяг от 7% до 8,5% динамической грузоподъемности, в зависимости от размера (версия PN)
- Стандартно: композитные рециркуляционные вставки
- Опционально: стальные рециркуляционные вставки
- Стандартная точность винта G5, G7 и G9
- Шлифовка наружной поверхности гайки и опорной поверхности фланца
- Прецизионная шлифовка внутренней резьбы гайки
- Отверстие для подключения автоматического лубрикатора SKF SYSTEM 24
- Опционально: защитное покрытие винта и гайки
- Опционально: защитные кольца (по заказу)
- Опционально: скребки
- Опционально: подшипниковые опоры
- Компактная гайка со встроенным фланцем для легкой интеграции
- Хорошо подходят для позиционирования. Точность винта G5
- Опциональные стальные рециркуляционные вставки обеспечивают надежность при вертикальной установке или в сложных условиях (по заказу)
- Под заказ: устранение осевого зазора за счет шариков большего размера (обозначение BN)
- Цельная гайка с внутренним преднатягом для компактности и оптимальной жесткости (версия PN)
| Области применения
|
Обслуживание
Своевременное обслуживание любой техники в соответствии с рекомендациями ее производителя обеспечит ее нормальное функционирование, паспортную производительность и выработку планового ресурса.
Обслуживание разбивается на несколько видов
- текущее обслуживание;
- диагностика;
- планово-предупредительный ремонт;
- внеплановый ремонт;
- аварийный ремонт.
При условии проведения текущего обслуживания и планово-предупредительных ремонтов в соответствии с графиками удается значительно снизить риски выхода оборудования из строя.
Диагностика проводится с заданной периодичностью и призвана выявить негативные изменения в работе оборудования на ранней стадии и минимизировать потери времени и средств на внеплановые ремонты.
Обслуживание зубчатых передач заключается в их своевременной смазке.
Для ременных необходимо периодическое восстановление силы натяжения ремня.
Диагностика проводится как методом визуального осмотра, таки измерением температуры, уровня шума и вибрации, ультразвуковым и рентгеновским просвечиванием механизма без его разборки.
Обслуживание зубчатого механизма
Шариковые винтовые передачи (ШВП) SBC
Шариковая винтовая передача – наиболее распространенная разновидность передачи винт-гайка качения (винтовая пара с промежуточными телами качения: шариками или роликами).
Функционально ШВП (шарико-винтовая передача) служит для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (и наоборот). ШВП обладает всеми основными техническими преимуществами передачи винт-гайка скольжения, и при этом не имеет ее главных недостатков, таких как низкий КПД, повышенные потери на трение, быстрый износ.
Конструктивно ШВП состоит из винта и гайки с винтовыми канавками криволинейного профиля. Канавки служат дорожками качения для размещенных между витками винта и гайки шариков. Перемещение шариков происходит по замкнутой траектории – при вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и через перепускной канал (канал возврата) возвращаются в исходное положение. Каналы возврата выполняются в специальных вкладышах, которые вставляются в соответствующее окно гайки, по числу рабочих витков.
При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте свой виток, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша, переваливают через выступ резьбы и возвращаются в исходное положение на тот же или на соседний (в зависимости от конструкции) виток. Для передач с многозаходной резьбой применяется особый тип исполнения гайки.
Число рабочих витков в ШВП обычно составляет от 1 до 6. Большее число витков применяется только в сильно нагруженных передачах, например, тяжелых станков.
Основные достоинства шариковинтовой передачи:
- малые потери на трение;
- высокая нагрузочная способность при малых габаритах;
- размерное поступательное перемещение с высокой точностью;
- высокое быстродействие;
- плавный и бесшумный ход.
К недостаткам шариковинтовой передачи можно отнести:
- сложность конструкции гайки;
- ограничение по длине винта (из-за накапливаемой погрешности);
- ограничение по скорости вращения винта (из-за вибрации);
- высокую стоимость (исполнения с шлифованным винтом).
Высокоточные ШВП (шарико-винтовые передачи) производства SBC
SBC Linear Co., Ltd (Сеул, Корея) – крупнейший азиатский производитель систем и компонентов линейных перемещений.
Продуктовая линейка компании включает рельсовые направляющие качения, цилиндрические линейные направляющие и линейные подшипники, линейные модули, системы роликовых направляющих и т. д. Отдельную товарную группу составляют высокоточные шлифованные ШВП и катаные ШВП, изготовленные по PSF-технологии.
SBC выпускает 4 серии шариковинтовых передач, которые различаются по конструкции гайки и шагу винта*, точности исполнения и доступным типоразмерам.
Серия STK. Диаметр винта – от 16 до 80 мм. Стандартный шаг винта – 5 мм (с увеличением диаметра винта возрастает до 10 мм и до 15 мм). Прецизионная фланцевая гайка. Классы точности – C5. Может поставляться с преднатягом и без него.
Серия SLK. Диаметр винта – от 16 до 62,5 мм. Фланцевая гайка с шагом от 10 до 40 мм в зависимости от типоразмера. Классы точности – C5. Может поставляться с преднатягом и без него.
Серия ZG. Диаметр винта – от 16 до 80 мм. Безфланцевая гайка с метрической резьбой по внешней поверхности. Стандартный шаг винта – 5 мм (с увеличением диаметра винта возрастает до 10 мм и до 15 мм). Классы точности – C5. Может поставляться с преднатягом и без него.
Серия MBS. Диаметр винта – от 6 до 12 мм. Фланцевая гайка с коротким шагом (от 1 до 5 мм). Классы точности – C5. Может поставляться с преднатягом и без него.
Максимальная длина винта для всех ШВП – 6 метров. Винты поставляются с предварительно обработанными концами (на выбор предлагаются несколько стандартных типов высокоточной обработки). Для нестандартных решений возможна обработка концов по ТЗ заказчика.
Для монтажа ШВП в машину или механизм предусмотрен достаточно большой выбор концевых опор, в т. ч. на подшипниках.
Все данные для расчета технических параметров и методика подбора ШВП для конкретных условий приведены в каталоге продукции.
ШВП (шарико-винтовые передачи) производства SBC рекомендованы к использованию в следующих отраслях промышленности:
- точное машиностроение;
- станкостроение;
- приборостроение;
- медицинская техника;
- подъемно-транспортное оборудование;
- научное и лабораторное оборудование;
- упаковочное оборудование;
- оборудование для пищевой промышленности;
- оборудование для химической промышленности.
*Шаг винта – перемещение по оси (в мм), которое гайка совершает за один оборот.
Документация по ШВП
ШВП, опоры, обработка концов 07.02.2021
Рабочее испытание и испытание на опорную прочность в соответствии с ISO 3408-3
Измерение радиального биения t5 наружного диаметра вала на отрезке l5 для определения прямолинейности по отношению к АА’
| Номинальный диаметр d0в мм | I5 | t5p в мкм/интервал I5 | ||||||
| класс точности | ||||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | ||
| 6 | 12 | 80 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 80 |
| 12 | 25 | 160 | ||||||
| 25 | 50 | 315 | ||||||
| 50 | 100 | 630 | ||||||
| 100 | 200 | 1250 |
| Номинальный диаметр I1/d0 | t5max в мкм/I1>4*15 | ||||||
| От | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | |
| — | 40 | 32 | 40 | 50 | 64 | 80 | 160 |
| 40 | 60 | 48 | 60 | 75 | 96 | 120 | 240 |
| 60 | 80 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 400 |
| 80 | 100 | 128 | 160 | 200 | 256 | 320 | 640 |
Измерение радиального биения t6.1 опорных цапф по отношению к АА’ при l6≤l. Для длины l6>l должно выполняться условие
| Номинальный диаметр d0в мм | l в мм | t6.1p в мкм/интервал l | |||||
| класс точности | |||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | |
| 6 | 20 | 80 | 10 | 12 | 20 | 40 | 63 |
| 20 | 50 | 125 | 12 | 16 | 25 | 50 | 80 |
| 50 | 125 | 200 | 16 | 20 | 32 | 63 | 100 |
| 125 | 200 | 315 | — | 25 | 40 | 80 | 125 |
Измерение радиального биения t7.1 концевых цапф винта по отношению к опорным цапфам для l7≤l. Для длины l7>l примиенимо
| Номинальный диаметр d0в мм | l в мм | t7.1p в мкм/интервал l | |||||
| класс точности | |||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | |
| 6 | 20 | 80 | 5 | 6 | 8 | 12 | 16 |
| 20 | 50 | 125 | 6 | 8 | 10 | 16 | 20 |
| 50 | 125 | 200 | 8 | 10 | 12 | 20 | 25 |
| 125 | 200 | 315 | — | 12 | 16 | 25 | 32 |
Торцевое биение t8.1 заплечника опорной цапфы винта по отношению к опорной цапфе.
| Номинальный диаметр d0в мм | t8.1p в мкм | |||||
| класс точности | ||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 |
| 6 | 63 | 3 | 4 | 5 | 6 | 10 |
| 63 | 125 | 4 | 5 | 6 | 8 | 12 |
| 125 | 200 | — | 6 | 8 | 10 | 16 |
Торцевое биение t9 опорной поверхности гайки по отношению к АА’ (только для шариковых гаек с предварительным натягом)
| Диаметр фланца D2в мм | t9p в мкм | ||||||
| класс точности | |||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | |
| 16 | 32 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | — |
| 32 | 63 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | — |
| 63 | 125 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | — |
| 125 | 250 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | — |
| 250 | 500 | — | — | 32 | 40 | 50 | — |
Радиальное биение t10p наружного диаметра гайки по отношению к АА’ (только для шариковых гаек с предвариетльным натягом)
| Диаметр фланца D2в мм | t10p в мкм | ||||||
| класс точности | |||||||
| от | до | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | |
| 16 | 32 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | — |
| 32 | 63 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | — |
| 63 | 125 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | — |
| 125 | 250 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | — |
| 250 | 500 | — | — | 32 | 40 | 50 | — |
Изменение параллельности t11 цилиндрической гайки относительно АА’ (только для шариковых гаек с предварительным натягом)
| t11p в мкм на 100 мм (кумулятивный) класс точности | |||||
| 1 | 3 | 5 | 7 | 10 | |
| 14 | 16 | 20 | 25 | 32 | — |
Допускаемая экономия
Для сохранения бюджета используется дробление ШВП на детали. ЧПУ-станки всегда являются полностью разборными для замены самой мелкой запчасти. Однако перед проведением демонтажных работ следует ознакомиться с предложениями на рынке.
Если существует возможность поставки отдельной запчасти, что встречается нечасто, то можно извлечь деталь. Однако бывает дешевле купить ШВП полностью, чтобы обеспечить заводскую точность подгонки составляющих и сохранить гарантию на продукцию.
Бывает, что ШВП уже имеет запас прочности, который часто так и не используется. Поэтому допускается устанавливать подшипниковые пары заниженной жесткости. Но если продавец посчитает условия работы узла неудовлетворительными, то он может не дать гарантию либо снизит сроки ее действия.
