Каковы плюсы и минусы использования шарикового винта?

Изначально известная как антифрикционная гайка, шарико-винтовая передача — это механическое устройство, используемое для преобразования вращательного движения в линейное. Они имеют длинные резьбовые валы с шарикоподшипниками, выдерживающие огромное давление и вес при минимальном трении. Как показано на рисунке слева, типичная шарико-винтовая передача имеет и винт, и гайку. И винт, и гайка имеют спиралевидные углубления, сформированные на внешней стороне для того, чтобы шарикоподшипники могли катиться между ними. При вращении шарико-винтовой передач шарикоподшипники перемещаются к системе возврата, прежде чем изменить направление.

Шарико-винтовая передача была изобретена Рудольфом Г. Бёмом в конце 1920-х годов. Сегодня они используются в бесчисленных производственных приложениях, включая самолеты, ракеты, автомобили, 3D-принтеры и станки. Однако если вы рассматриваете возможность использования шариковинтовых пар в производственных приложениях вашей компании, вам следует рассмотреть все плюсы и минусы.

Шарико-винтовые передачи против свинцовых винтов: В чем разница?

ШВП похожи на свинцовые винты, но только в первых внутри гайки находятся шарикоподшипники. В свинцовых винтах гайка не содержит шарикоподшипников и не вращается. Шариковые винты, напротив, содержат гайку, в которой циркулируют шарикоподшипники для поддержания нагрузки и уменьшения трения.

Преимущества ШВП

ШВП обеспечивают высокий уровень механической эффективности. Статистика показывает, что ШВП имеют КПД около 90 процентов, что означает, что они способны преобразовывать девять из десяти вращательных движений в приложении в поступательное движение. Для сравнения, средний механический КПД ходовых винтов составляет всего от 20% до 25%. Основываясь на этих цифрах, можно с уверенностью сказать, что ШВП в три-четыре раза эффективнее преобразуют механическую энергию, чем ходовые винты.

Конечно, шарико-винтовая передача также создает наименьшее трение. Это связано с тем, что они имеют гайку, в которой вращаются шарикоподшипники. Шариковые подшипники создают гладкую поверхность скольжения для винта, уменьшая трение и, следовательно, увеличивая срок службы шарикового винта.

Недостатки шарикового винта

Единственным реальным недостатком использования шарико-винтовых пар является то, что они склонны к обратному закручиванию. Поскольку они создают очень мало трения, их можно отводить назад под определенным углом опережения.

Помимо возможности обратного хода, шарико-винтовые пары стоят немного дороже, чем аналогичные механические устройства, включая ходовые винты. Для производственных компаний с ограниченным бюджетом более высокая стоимость может помешать им выбрать ШВП. Но, учитывая их превосходную механическую эффективность и низкое внутреннее трение, шарико-винтовые пары останутся популярным выбором для производителей, стремящихся улучшить качество и производительность продукции.