Co jsou a jak fungují kuličkové šrouby pro lineární pohyb?

Podrobnosti

Kategorie: Průmysl

V řadě moderních strojů je potřeba řešit posuv jejich částí v přesných dimenzích a s využitím minimální energie. Vedle řady dalších technicky vyladěných metod se dnes podíváme na zoubek kuličkovým šroubům. Co jsou to kuličkové šrouby, kde je najdeme a v čem je jejich genialita?

Opakovaný posun částí strojů ve výrobě, třeba řezání nebo obrábění, je řešen řadou sofistikovaných systémů. Narazíme tak na lineární vedení kombinovaná s nejrůznějšími pohony, množství jednoduchých nebo i specifických ozubených převodů, ale jako nejgeniálnější soustrojí je bráno kuličkové šrouby. Ty totiž přenáší rotační pohyb (pohon) na lineární posun s řadou naprosto bezprecedentních výhod.

Vlastnosti kuličkových šroubů

Důležitou vlastností je, jak moc lze pohybovat maticí šroubu ve směru osy bez protočení matiky nebo samotné závitové tyče. Toto je velice důležitá vlastnost, která je u kuličkových šroubů konstrukčně limitována na minimum.

Vybudování určitého předpětí v soustavě zamezuje právě zmíněné axiální vůli a zpřesňuje celý pohyb v kuličkovém šroubu až na hranici přesnosti obrábění při výrobě matice a závitové tyče.

Míra, s jakou je rotační pohyb hřídele přenášen na lineární pohyb kuličkového šroubu a celé části zařízení, která se pohybuje tímto pohonem. Přesnost tohoto přenosu síly a eliminace ztrát je u kuličkových šroubů prioritou.

Výhody kuličkových šroubů

Největší výhodou kuličkového šroubu je definitivně přenos kroutícího momentu na lineární pohyb, a to až o 90 %. S tímto číslem se žádné jiné zařízení nedá srovnávat. Podobně je na tom i vlastnost jménem zahřívání. Tento nežádoucí efekt kroutícího momentu, který dochází právě při tomto pohybu kuličkové šrouby snižují. Předpětí kuličkového šroubu eliminuje vůli a pomáhá dosahovat přesnosti pohybu na úrovni přesnosti zpracování jednotlivých částí soustrojí. Přenos přes kuličkové ložisko potom zajišťuje naprosto minimální tření.

Nevýhody kuličkových šroubů

Abychom kuličkové šrouby jenom nechválili, je potřeba si říci proč je lepší využívat i jiné zařízení. I když jich moc není, najdeme i nějaké nevýhody jako jsou například vyšší cena než u jiných dostupných řešení. Dále kuličkové šrouby vyžadují velice precizní a intenzivní mazaní, aby životnost a použitelnost šroubu byla co nejdelší. Kvůli nutnosti izolovat šrouby od ostatních vlivů, jako je prašnost a tak dále, je potřeba dbát na podmínky, které tuto potřebu čistoty podpoří. Jednou z nevýhod, která je s kuličkovými šrouby pevně spjatá, je také zvýšená možnost poškození při instalaci, v porovnání s ostatními pohybovými šrouby, jako příklad uveďme trapézové šrouby.

Jak tedy vybrat kuličkové šrouby

Předem je třeba vědět, jaké očekávané zatížení a provozní rychlosti budeme využívat. Dalším důležitým prvkem je požadovaná přesnost pohybu, která přímo souvisí s přesností opracování závitů kuličkových šroubů, udávaných ve třídách přesnosti. Důležité jsou potom také, vzhledem k výše uvedeným omezením, vlastnosti prostředí, případně zvláštnosti týkající se montáže a sestavení.