В света на техниката съществуват редица решения, които преобразуват ротационното движение в праволинейно. Сачмено-винтови двойки (съкратено СВД, а на английски Ballscrew) са устройства, чиято задача е да правят точно това, но с изключителна прецизност и плавност на хода, като обединяват свойствата на ходовите резби и сачмените лагери.
Благодарение на сачмите триенето се намалява, а винтовата линия служи за насочване не движението и освен това стъпката на резбата определя дължината на хода при определен ъгъл на завъртане. Сачмено-винтови двойки се използват в механизми, при които е необходима най-вече голяма прецизност, но конструкцията им позволява да понасят и големи натоварвания.
Сачмено-винтови двойки намират приложение в авиацията за преместване на управляващите повърхнини на самолетите и ракетите, а също така и при кормилните управления на товарните автомобили. Също така могат да се срещнат и в машини за обработка на метал, като стругове и фрези с ЦПУ, както и в роботиката.
Създадени в края на 19-ти век първите сачмено-винтови двойки са били доста неточни в сравнение със сегашните, но за времето си са представлявали истинско явление в света на техниката.
Съвременните технологии позволяват значително по-прецизното изработване на сачмено-винтови двойки . Въпреки всичко обаче тези механизми трябва да се пазят от попадане на абразивни части или друго замърсяване, което може да повлияе негативно на работата им. За целта в краищата на гайката се монтират специални почистващи елементи, произведени от гума или пластмаса.
Тъй като винтът и гайката контактуват по между си само посредством сачмите, то за да се гарантира прецизността се прилага предварително натягане с цел обиране на хлабините. Обикновенно това се получава, като две гайки се притегнат една срещу друга. Това осигурява движение без удари и без хлабини и в двете поски на завъртане на винта, от там идва и точността на работа.
Благодарение на ниското триене механизмите със сачмено-винтови двойки се отличават с висок коефициент на полезно действие (КПД), който може да достигне до 90 % ефективност, като се има предвид, че обикновена ходова резба със същия размер притежава КПД от около 20-25 %. За разлика от обикновените ходови резби, при сачмено-винтовите двойки благодарение на сачмите се наблюдава триене при търкаляне, което е значително по-малко от колкото триенето при плъзгане.
Повечето сачмено-винтови двойки са свързани с мазителните системи на машините, към които са монтирани, което увеличава драстично периодите за обслужване и намалява броя на убредениете детайли. Разбира се при резки удари е възможно не само счупване на отделни сачми, но и скъсване на винта.
За повишаване на износоустойчивостта валът и гайката се закаляват, така че да избегне впиването на сачмите в техните канали, както и да не се получат прекалено крехки, за да не се късат много лесно. След закаляването разбира се подлагат на шлифоване, за достигане на максимална гладкост. Промяната в температурата може да се отрази на точността на СВД-тата.
За безпроблемната работа на сачмено-винтови двойки е необходимо да се осигури циркулацията на сачмите, защото в противен случай биха изпаднали от краищата на райките. За целта съществуват редица конструкции. При някои се монтира допълнителна тръбичка над гайката, която свързва двата ѝ края.
По този начин сачмите, повдигнати от специален елемент се отделят от винта и движейки се по тръбата се преместват в другия край на гайката, където отново попадат между винта и гайката.
При някои гайки в корпусът им е изработен надлъжен канал, през кой да циркулират сачмите. В този случай на двата края на гайката са монтирани специални капачки, които да вадят сачмите от навивките на винта и да ги насочат към отвора на канала.
Съществуват и опростени конструкции, при които в гайката са разпробити радиални отвори, в които се поставят специални елементи, наречени рефлектори, които изваждат сачмите от пътечките им и ги връщат една навивка назад.
Извън навивките сачмите не са натоварени механично и за това допълнителните лелементи, осигуряващи циркулацията могат да са изработени и от пластмаса или по-мек метал.
Разбира се сачмено-винтови двойки могат да се изработват в различни размери, различни класове на точност, с различна стъпка и т.н. За изчисляванаето им съществуват съответните методи и формули.
Каналът на СВД може да бъде описан от една дъга или две дъги. Профилът описан само от една дъга се нарича радиусен, а този, описан от две дъги се нарича арковиден. Вида на профила зависи от конструкцията на цялата двойка и начина, по който се обира хлабината ѝ.
Дълбочината на канала се определя от диаметъра на сачмите. Естествено от ъгъла на канала спрямо оста на вала се определя линейното преместване на гайката за един оборот на вала. Колкото по-голям е ъгълът, толкова по-голямо е преместването, но товароносимостта е по-ниска и броят на сачмите е по-малък.
Радиусният профил на канала позволява една точка на контакт на сачмата с винта и една точка на контакт с гайката, докато арковидният позволява по две точки на контакт с винта и с гайката. И в двата случая радиусът на дъгите на каналите е по-голям от този на сачмите.
Прецизността на СВД-то следва да гарантира точността на работа. Много е важно при смяна на посоката на въртене хлабината да е минимална, за да няма празен ход на вала. По този начин се намалява износването, защото ударните натоварвания са много малки и движението на гайката е много по-прецизно.
С помощта на предварително натягане на сачмено-винтови двойки се обират хлабините и се повишава точността. Един от методите е с две гайки, затегнати една срещу друга, като между тях се поставя допълнителен елемент, който може да бъде твърд или еластичен.
При този метод профилът на каналите е радиусен. Хлабината може да бъде обрана и като се монтират малко по-големи сачми. Това решение е ниско бюджетно и не изисква две гайки, но не е толкова прецизно, колкото вариантите с контрагайка. При него се прилага арковидният профил на канала.
Монтажът на сачмено-винтови двойки е от съществено значение и трябва да се извършва от висококвалифицирани специалисти, които да гарантират минимални хлабини в съответните възли. Неправилният монтаж може да доведе до повишаване на шума, вибрациите, износването на отделните елементи и неточности в процеса на работа. Разбира се при монтажа трябва да се обърне внимание на лагерите, на които се опира вала.
Няма коментари