ШВП для станков в России — Биржа оборудования ProСтанки — 3 страница

Автоматическое устройство смены инструмента (ауси,магазины,автооператоры,револьверные головки)

1. АУСИ — необходимо для смены инструмента в процессе обработки заготовки.
2. Состоит из двух основных частей:
3. 1)  Инструментальный магазин для формирования запаса инструмента.

   Инструментальные магазины бывают следующих видов:

• Дисковый- накопление небольшого количества инструмента до 30 штук.

Рисунок 11-Дисковый инструментальный магазин

• Цепного типа. Служит для накопления большого количества инструмента. Конфигурация цепи может быть изменена, за счет это можно увеличить количества инструмента- не значительно увеличивая общий объем магазина. Его можно располагать горизонтально, вертикально, наклонно.

Рисунок  12- Цепной инструментальный магазин

Анализ большого количества различных деталей средних размеров, показывает, что 18 % деталей требуют использования не более 10 инструментов, 50 % — до 20; 17 % — до 30, 10 % — 40 и 5 % — до 50 и более инструментов. В связи с этим в основном используют магазины с количеством инструмента равным 30 штук. Магазин может располагаться на шпиндельной бабке, на станине, колонне.

2)  Устройство смены инструмента, передающий инструмент из магазина в шпиндель и обратно.

Существует два типа УСИ:

А) Без манипулятора  (карусельного типа, «зонтик»). Смена инструмента осуществляется без каких-либо  дополнительных приспособление.  Инструментальный магазин перемещается по оси Х к шпинделю, осуществляет смену инструмента и отходит в первоначальное положение. Приблизительно время смены 7-10 секунд.

Рисунок 13- УСИ без манипулятора

Б) С манипулятором. Смена осуществляется с помощью двухплечевого манипулятора за 1,8 сек, сам инструментальный магазин и шпиндель остается при этом неподвижными.

• Рисунок 14- УСИ с манипулятором
• Вне зависимости от типа УСИ и инструментального магазина, все инструменты устанавливаются в гнездо магазина с помощью стандартизированной оправки (оправки с коническим хвостовиком 7:24).

Винтовая передача

16.05.2022

Здравствуйте, друзья!

Давно собирался написать статью о таком распространенном узле трения, как винтовая передача и смазочных материалах для неё.

В чём особенность этого узла трения? Главный фактор, определяющий особенности работы винтовой пары, это граничный режим трения. Граничное трение создает условия для возникновения задира.

Задир в паре винт-гайка приводит к износу этих деталей и увеличению осевого и радиального зазора в ней.

Учитывая важность кинематической точности винтовой передачи, которая используется, как правило, в механизмах перемещения рабочих органов станков, защита от износа и задира выступает важнейшим требованием к смазочному материалу.

Рис. 1 Винтовая передача. Пара винт-гайка  

Винтовые пары станочного оборудования смазываются различными способами. «Великовозрастные» универсальные токарно-винторезные станки с незапамятных времён, как правило, смазываются индустриальными маслами, которые служат универсальным смазочным материалом «на все случаи жизни».

Современные станки и обрабатывающие центры, оборудованные автоматическими централизованными системами (АЦСС), смазываются специальными маслами и смазками.

В частности, винтовые передачи смазываются либо специализированными маслами с антискачковым эффектом, либо пластичными смазками с усиленными противозадирными свойствами.

Для повышения точности и износостойкости винтовых передач производитель современного оборудования широко применяет шарико-винтовые передачи (ШВП), в которых трение скольжения заменено на трение качения. На рисунке 2 показана шарико-винтовая передача фрезерного станка с ЧПУ.

Рис. 2 Шарико-винтовая передача  

Обсудим теперь, чем же смазывать винтовые и шарико-винтовые передачи. Кстати, смазки для них требуются принципиально различные. Обусловлено это вышеупомянутыми режимами трения.

Винтовая передача, построенная на паре винт-гайка, работает с трением скольжения. Шарико-винтовая передача работает с трением качения. Как мы знаем, это совершенно разные виды трения.

Соответственно, смазочные материалы требуются различные.

Заметим, что пара винт-гайка по характеру трения близка к подшипнику скольжения. В то время как шарико-винтовая передача напоминает шариковый подшипник качения. Значит, принцип подбора смазки винтовых передач аналогичен подбору смазок для подшипников.

Итак, для шарико-винтовых передач требуются «чистые» смазки без твёрдых смазочных добавок в виде графита, дисульфида молибдена и т.п. Оптимальная вязкость базового масла с учётом скоростей и механических нагрузок в ШВП — 220 сСт при 40⁰С.

Обязательно наличие противоизносных и противозадирных присадок, которые обеспечивают стойкость против износа ШВП. В характеристике смазок, легированных противозадирными присадками, это указывается в виде аббревиатуры ЕР (Extreme Pressure).

Рассмотрим на примере продукции российской компании АРГО смазки для ШВП. Для данного применения оптимально подходит смазка ElitHDEP2 на литиевом загустителе и минеральном базовом масле 220 сСт. Вот её характеристики:

Не стоит, однако, исключать и дополнительные факторы. Винтовая передача может, например, работать в контакте со смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ) на водно-эмульсионной основе. В этом случае требуется смазка с повышенной водостойкостью. Обычно это смазки на кальциевом или литиево-кальциевом загустителе.

Наряду с ШВП по-прежнему встречаются винтовые передачи на основе пары винт-гайка. Трение скольжения в таких парах определяет использование в смазках модификаторов трения, предотвращающих задир при высоких нагрузках и низких скоростях.

В качестве смазочного материала обычно используются смазки с твёрдыми смазочными добавками в виде графита или дисульфида молибдена. Эти смазки легко отличить по цвету, который варьирует от тёмно-серого до черного. Смазки на основе графита стоят более дёшево, но менее эффективны.

Смазки с добавлением дисульфида молибдена хотя и дороже, но их трибологические свойства значительно выше графитных смазок.

В качестве примера рассмотрим смазку с добавкой дисульфида молибдена ARGOElitMEP2. Вот её характеристики:

Несмотря на простоту принципа подбора, вопрос не следует упрощать, помня о том, что любые твёрдые смазочные добавки это кристаллические вещества, которые при высоких скоростях способны создавать абразивный эффект. То, что защищает при малых скоростях, при высоких скоростях может способствовать повышенному износу.

Однако «железно» привязываться к конкретным смазкам тоже не следует. Ведь главное, знать какими свойствами смазочный материал должен обладать. Зная требования производителя оборудования, подобрать смазочный материал будет не сложно.

Но как производитель оборудования формулирует свои эксплуатационные требования? Всё очень просто: уважающий себя производитель требования к смазкам выражает в виде буквенно-цифрового кода по классификации DIN 51502 или ISO 12924.

• Рассмотрим примеры кодификации смазок. Вот пример наиболее распространённого типа смазки для винтовых передач по DIN 51502:
• KP2K-30
• Расшифруем его:
•             К          – смазка для подшипников качения и скольжения,
•             Р         – смазка содержит противоизносные и противозадирные присадки,
•             2          – класс консистенции по NLGI, который характеризует смазку как мягкую,
•             К          – максимальная рабочая температура до 120⁰С,
•             -30       – минимальная температура использования минус 30⁰С.

Из расшифровки типа смазки видно, что это «чистая» смазка без добавок, которая предназначена для смазывания всех шарико-винтовых, а также высокоскоростных гаечно-винтовых передач. Кстати, приведенная выше смазка ARGOElitHDEP2 соответствует этому типу.

1. А вот пример типа смазки для тихоходных передач винт-гайка:
2. KPF2K-30
3.             К          – смазка для подшипников качения и скольжения,
4.             Р         – смазка содержит противоизносные и противозадирные присадки,
5.             F          – в составе смазки содержатся твёрдые смазочные добавки,
6.             2          – класс консистенции по NLGI, который характеризует смазку как мягкую,
7.             К          – максимальная рабочая температура до 120⁰С,
8.             -30       – минимальная температура использования минус 30⁰С.
9. Этому типу как раз соответствует смазка ARGOElitMEP2.

Капитальный ремонт швп (80х10мм. шарико-винтовой пары, передачи) карусельного станка 1516ф3

Классификация

По технологии изготовления ходовые винты бывают:

• Катаные — с винтовой канавкой, получаемой методом холодной прокатки. Эти винты производятся с меньшими затратами, поэтому обладают лучшим соотношением цена-качество при средней точности изготовления (C5, C7, C9).
• Шлифованные — относятся к прецизионным изделиям. После нарезания резьбы и последующей термообработки подвергаются шлифованию. Имеют повышенную точность (C1, C3, C5) и более высокую цену.

По конструкции:

• Шарико-винтовые — изготовленные согласно стандарту DIN. Шарики возвращаются в смежную канавку по желобу отражателя, встроенного в гайку.
• Прецизионные — изготавливаются шлифованием. Могут состоять из одной или двух гаек, иметь предварительный натяг (преднатяг) — устранение осевого зазора с целью повышения точности при реверсах и увеличения жесткости привода.
• Прецизионные с сепаратором — отличаются конструкцией возврата шариков (отсутствует соударение) и шлифованным профилем канавки.
• Прецизионные с вращающейся гайкой имеют встроенный подшипник, благодаря чему имеют повышенную точность перемещения.
• Шлицевый вал с шариковыми втулками фланцевого исполнения. При этом вал выполняет функцию внутреннего кольца подшипника. Эта конструкция отличается компактностью и простотой монтажа.
• Консольное исполнение винта. Применяется для коротких ходовых винтов, не имеющих второй поддержки.

Назначение шарико-винтовых пар

Все виды ШВП для станков с ЧПУ предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное. Конструктивно состоят из корпуса и ходового винта. Отличаются друг от друга размерами и техническими характеристиками.

Основным требованием является минимизация трения во время работы. Для этого поверхность комплектующих проходит процесс тщательной шлифовки. В результате этого во время движения ходового винта не происходит резких скачков его положения относительно корпуса с подшипниками.

Дополнительно для достижения плавного хода применяется не трение скольжение относительно штифта и корпуса, а качение. Для получения этого эффекта применяется принцип шариковых подшипников. Подобная схема увеличивает перегрузочные характеристики ШВП для станков с ЧПУ, значительно повышает КПД.

Основные компоненты шарико-винтовой передачи:

• ходовой винт. Предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное. На его поверхности формируется резьба, основная характеристика — ее шаг;
• корпус. Во время движения ходового винта происходит смещение. На корпус могут устанавливаться различные компоненты станка: фрезы, сверла и т.д.;
• шарики и вкладыши. Необходимы для плавного хода корпуса относительно оси ходового винта.

Несмотря на все преимущества подобной конструкции шарико-винтовые передачи для ЧПУ применяются только для средних и малых станков. Это связано с возможностью прогиба винта при расположении корпуса в его средней части. В настоящее время максимально допустимая длина составляет 1,5 м.

Аналогичными свойствами обладает передача винт-гайка. Однако это схема характеризуется быстрым износом комплектующих из-за их постоянного трения между собой.

Назначение, преимущества и обслуживание шарико-винтовых передач

Важнейший показатель качества техники в ряде промышленных отраслей (машиностроительной, металлообрабатывающей и др.) – точность, иными словами соблюдение соответствия размеров изготавливаемой детали указанным на чертеже.

В процессе работы станочного оборудования траектория перемещения рабочих органов и суппортов обеспечивается направляющими, а шарико-винтовые передачи (ШВП), которые преобразуют вращательное движение в линейное, отвечают за точное позиционирование.

ШВП включает в себя винт и шариковую гайку с расположенными внутри нее шариками. Они курсируют по замкнутой линии между винтовой направляющей и резьбовыми нитками, тем самым обеспечивая поступательное движение. После очередного витка вокруг винта шарики попадают в специальную канавку и возвращаются по ней на исходную.

Шарико-винтовые пары имеют высокий КПД (более 80 %) и повышенную износостойкость ввиду низкого коэффициента трения. Помимо этого, для ШВП характерны высокая нагрузочная способность и точность передачи.

В работе они отличаются плавностью, бесшумностью и сравнительно невысоким нагревом.

Шарико-винтовые передачи имеют возможность продолжительной непрерывной эксплуатации, а также их можно использовать с маломощными двигателями.

Кроме того, для данного узла не последнюю роль играет шаг резьбы. Чем он больше, тем выше скорость пары, однако ниже показатель точности позиционирования.

Исходя из способа производства, выделяют шлифованные и катаные ШВП.

В первом варианте после нарезания резьба шлифуется, во втором – ее нанесение на винт осуществляется накаткой, то есть выдавливанием витков на металлической поверхности.

Шлифованные шарико-винтовые передачи имеют повышенную точность позиционирования, но при этом обладают высокой стоимостью. Также различают прецизионные и транспортные ШВП.

На сегодняшний день существует несколько классов точности таких передач (С0, С1, С2, С3, С5, С7, С10). Данный параметр отвечает за величину погрешности позиционирования гайки во время ее перемещения вдоль винта.

Высокоточные шарико-винтовые пары применяются в современном промышленном и прецизионном станочном оборудовании. Они позволяют обеспечить точность позиционирования до 6 мкм на отрезке перемещения 30 см. В связи со сложностью изготовления и сравнительно высокой стоимостью ШВП требуют качественных смазочных материалов для их обслуживания.

В условиях высоких линейных скоростей, частот вращения; при воздействии больших сил ударных нагрузок и резания происходит износ поверхностей, задиры, рывки во время движения и вибрации, что гарантированно отражается на качестве работы узла.

Для обработки ШВП превосходно подходит универсальная смазка Molykote Multilub, изготовленная на основе минерального масла. В качестве загустителя в данном смазочном материале используется литиевое мыло.

Низкая испаряемость масла, хорошая стойкость к окислению и противозадирные присадки в составе смазки Molykote Multilub гарантируют длительный срок эксплуатации оборудования без ремонта и частого повторного смазывания.

Возврат к списку

Направляющие

Направляющие, основное их назначение — обеспечение линейного перемещения по осям станка (главное движение  и движение подачи), крепиться к основанию-станине. В зависимости от траектории движения узлов подразделяются на: направляющие прямолинейного и кругового движения. По форме поперечного сечения : ласточкин хвост (трапециевидные), прямоугольные , круглые и др.

В основном используются двух видов:

А) Направляющие качения

Направляющие качения представляют собой опорный элемент при поступательном движении узлов станка. Бывают следующих видов: рельс-каретка, линейный подшипник-вал или рельс-рельс с плоским сепаратором.

Рисунок 2- Направляющие качения

Рассмотрим подробней комплект рельс-каретка, который чаще всего используются на станках.

Рельс. Все посадочные места рельсы шлифуются и проходят закалку, в том числе и дорожки качения, необходимые для перемещения тел качения. Каретка направляющей состоит из следующих частей:

• Корпус
• Тела качения
• Обойма, осуществляющая оптимальную рециркуляцию тел качения;
• Торцевые крышки

1. Рисунок 3-Каретка направляющей
2. Подразделятся в зависимости от тела качения:
3. 1)     Шариковые направляющие качения

Рисунок 4- Шариковые направляющие качения

2)     Роликовые направляющие качения. Используются в высоконагруженных  станках с ЧПУ

• Рисунок 5- Роликовые направляющие качения
• Ролики в отличие от шариков позволяют увеличивать  жесткость направляющей, ее долговечность и грузоподъемность.
• Также направляющие качения подразделяются в зависимости от конструктивной формы.
• Основные преимущества направляющих качения:

1. Очень низкий коэффициент трения.
2. Плавное перемещение.
3. Точность перемещения и позиционирования.
4. Высокая скорость.

Недостатки направляющих скольжения:

1. Подвержены влиянию загрязнений.
2. Плохо противодействуют скачкам.
3. Высокая цена.

Основные производители направляющих качения:

• BOSCH (Германия)
• HIWIN (Тайвань)
• THK (Япония)
• SKF (Швеция) 

1. Б) Направляющие скольжения
2. Рисунок 6-Направляющие скольжения 

Направляющие скольжения выполняют ту же функцию, что и направляющие качения. Однако, в данном случае отсутствуют тела качения, а перемещение происходит по трению скольжения. Направляющие данного типа могут  изготавливаться, как одно целое со станиной из серого чугуна (закаленного до твердости 43….

56 HRC) , также  возможно крепление на винты к станине (накладные направляющие), изготавливаются из стали 40Х (возможно также 15Х, 20Х) закаленной до твердости  57…63 HRC. Важно заметить, что направляющие скольжения из-за больших сил трения , менее точные и имеют менее плавный ход нежели направляющие качения, однако, они более просты и имеют меньшие габариты.

На работоспособность очень сильно влияет температура. 

По виду трения скольжения существуют следующие направляющие:

• Гидростатические – смазочный слой образуется подачей под высоким давлением масла в специальные карманы.

Рисунок 7- Гидростатические направляющие скольжения

•  Гидродинамические направляющие- хорошо работают только при высоких скоростях. В данной направляющей используется гидродинамический эффект- эффект  всплывания подвижного узла. В конструкции присутствуют специальные клиновые скосы и при движении в эти сужающиеся зазоры затягивается смазка.
•  Аэростатические направляющие- в данном случае вместо масла в карманы под давлением подается воздух. По конструкции похожи на гидростатические направляющие. Имеет недостаток- малая нагрузочная способность.

Масла для направляющих должны соответствовать  DIN 51 502, ISO 6743-13 и ISO 3498. Всегда идут с различными присадками, улучшающие стойкость к окислению и антикоррозионные свойства, а также противозадирные и противоизностные присадки, антискачковые присадки. Преимущество направляющих скольжения:

• Жесткость при кручении
• Минимальный люфт
• Большая нагрузочная способность
• Надежность и долговечность работы.

Производители направляющих скольжения:

• SCHNEEBERGER GmbH (Германия)
• ZITEC Industrietechnik GmbH (Германия)
• item Industrietechnik GmbH
• KAMMERER Gewindetechnik GmbH (Германия).

Области применения швп

Относительная простота конструкции и возможность изготовления шарико-винтовой передачи с различными характеристиками расширяет область его применения. В стоящее время шарико-винтовые пары являются неотъемлемыми компонентами самодельных фрезерных станков с числовым программным управлением. Ну на этом область применения не ограничивается.

Благодаря своей универсальности ШВП могут устанавливаться не только в станках с ЧПУ. Плавный ход и практические нулевое трение делают их незаменимыми компонентами в точных измерительных приборах, установок медицинского назначения, в машиностроении. Нередко для комплектации самодельного оборудования берут запчасти от этих приборов.

Это стало возможным благодаря следующим свойствам:

• минимизация потерь на трение;
• высокий коэффициент нагрузочной способности при небольших габаритах конструкции;
• низкая инертность. Движение корпуса происходит одновременно с вращением винта;
• отсутствие шума и плавный ход.

Однако следует учитывать и недостатки ШВП для оборудования ЧПУ. Прежде всего к ним относятся сложная конструкция корпуса. Даже при незначительном повреждении одного из компонентов шарико-винтовая передача не сможет выполнять свои функции. Также накладываются ограничения на скорость вращения винта. Превышение этого параметра может привести к появлению вибрации.

Для уменьшения осевого зазора сборка выполняется с натягом. Для этого могут устанавливаться шарики увеличенного диаметра или две гайки с осевым смещением.

Привода

Привод – узел, служащий для приведения в действия исполнительного органа станка с требуемыми характеристиками скорости и точности.

Привода:

•  Электродвигатели постоянного тока
•  Электродвигатели переменного тока
•  Гидродвигатели
•  Пневмодвигатели

Для ступенчатого регулирования используют в основном асинхронные двигатели переменного тока, из-за их невысокой стоимости. Для бесступенчатого регулирования используют электродвигатели постоянного тока с тиристорным регулированием.

Крутящий момент передается от двигателей к рабочим органом с помощью различных передач:

1. С непосредственным контактом (зубчатые, червячные, храповые, кулачковые)
2. С гибкой связью (цепные).

• Рисунок 9- Передачи зацепления
• Привод подачи для станков с ЧПУ.
• В качестве привода используется синхронные или асинхронные электродвигатели, управляемые от цифровых преобразователей, передающие и принимающие сигналы от системы ЧПУ станка.
• В качестве привода главного движения для станков с ЧПУ используется двигатели переменного тока – для больших мощностей и постоянного тока — для малых мощностей.
• Рисунок 10- Сервоприводы

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.

Система чпу- числовое программное управление

Рисунок 8 — Система ЧПУ 

ЧПУ-  компьютеризированное управление обработкой заготовки по созданной заранее специальной программе , в которой всё представлено виде кодов.

Принцип работы системы ЧПУ следующий- микроконтроллер подает сигналы (электрические импульсы) на исполнительные узлы станка, а также контроля их перемещения для реализации движения режущего инструмента согласно заданной программе.

Исполнительными узлами  станка являются электродвигатель подач, электромотор шпинделя и другие системы.  Для мощных станков вместо электродвигателей используют серводвигатель (контроль перемещения осуществляется специальным датчиком положения).

Система ЧПУ состоит из следующих основных узлов:

• Микропроцессор- преобразования сигналов.
• Оперативная память- для хранения текущей информации
• Постоянная память- для хранения файлов управляющих программ.
• Устройство загрузки информации (программ)- USB и др.
• Устройство управление .

Системы ЧПУ делятся в соответствии со следующими признаками:

• По числу потоков информации (незамкнутые, замкнутые, самоприспосабливающиеся или адаптивные).
• В соответствии с приводом: ступенчатый, регулируемый, следящий, шаговый.
• По числу одновременно управляемых координат.

Основные производители ЧПУ:

• FANUC
• SIEMENS
• FIDIA
• Fagor
• HEIDENHAIN
• Ижпрэст

Установка передачи

Выбор ШВП для конкретного оборудования производится в процессе конструкторской разработки, а именно на стадии эскизного проектирования — после того как будут определены величина хода стола и необходимое усилие на винте. Затем уточняют техническое решение:

• В зависимости от необходимой степени точности привода выбирают между обычной и прецизионной передачей.
• Определяют конструктивный вариант гайки: одинарная, двойная, способ возврата шариков, наличие подшипника и другое. Одинарная гайка дешевле, но в случае износа требует замены, сдвоенную можно регулировать путем подшлифовки компенсатора. Система рециркуляции шариков с помощью трубок несколько увеличивает стоимость гайки, однако допускает возможность ремонта изношенных каналов путем замены обводных трубок.
• Решают — требуется или нет поддержка свободного конца винта.
• Уточняют характер соединения корпуса гайки с перемещаемым узлом, а также ведущего конца ходового винта с электромеханическим приводом. Производят динамический расчет, в случае необходимости вносят изменения в конструкцию.
• Закончив сборку станка, производят испытания всех узлов, в том числе и шарико-винтовой передачи, согласно методике испытаний.

Установка швп на станок с чпу

После выбора оптимальной модели необходимо продумать схему установки ШВП на станок с ЧПУ. Для этого предварительно составляется чертеж конструкции, закупаются или изготавливаются другие компоненты.

Во время выполнения работы следует учитывать не только технические характеристики шарико-винтовой передачи. Основное ее предназначение — движение элементов станка по определенной оси.

Поэтому следует заранее продумать крепление блока обработки к корпусу ШВП для станков с ЧПУ. Необходимо сверить размеры посадочных отверстий, их расположение на корпусе.

Следует помнить, что любая механическая обработка шарико-винтовой передачи может повлечь за собой негативные изменения ее характеристик.

Порядок установки в корпус станка с ЧПУ.

1. Определение оптимальных технических характеристик.
2. Измерение длины вала.
3. Создание схемы сопряжения монтажной части вала с ротором двигателя.
4. Установка передачи на корпус станка.
5. Проверка работоспособность узла.
6. Подключение всех основных компонентов.

После этого можно выполнить первый пробный запуск оборудования. В процессе работы не должно возникать колебания и вибрации. В случае их появления выполнять дополнительную калибровку компонентов.

При поломке ШВП во время эксплуатации станка с ЧПУ ремонт передача можно сделать самостоятельно. Для этого можно заказать специальный комплект. С особенностями проведения восстановительных работ можно знакомиться в видеоматериале:

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.

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).

Характеристики швп для оборудования с чпу

Для выбора оптимальной модели шарико-винтовой передачи для станков с числовым программным управлением следует ознакомиться с техническими характеристиками. В дальнейшем они повлияют на эксплуатационные качества оборудования и время его безремонтной эксплуатации.

Основным параметром ШВП для станков с ЧПУ является класс точности. Он определяет степень погрешности положения подвижной системы согласно расчетным характеристикам. Класс точности может быть от С0 до С10. Погрешность перемещения должна даваться производителем, указывается в техническом паспорте изделия.

Кроме этого при выборе нужно учитывать следующие параметры:

• отношение максимальной и необходимой скорости мотора;
• общая длина резьбы ходового винта;
• средние показатели нагрузки на всю конструкцию;
• значение осевой нагрузки — преднатяг;
• геометрические размеры — диаметр винта и гайки;
• параметры электродвигателя — крутящий момент, мощность и другие характеристики.

Эти данные должны быть предварительно рассчитаны. Следует помнить, что фактические характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ не могут отличаться от расчетных. В противном случае это приведет к неправильной работе станка.

Количество оборотов шариков за один круг определит степень передачи крутящего момента от вала корпусу. Этот параметр зависит от диаметра шариков, их количества и сечения вала.

Шарико-винтовая передача (швп)

Следующий узел фрезерного станка —  шарико-винтовая передача (ШВП) .

Рисунок 8- Шарико-винтовая передача

Основное назначение -это преобразования вращательного движения приводов станка  в возвратно-поступательное  движение исполнительных узлов с использованием механизма циркулирующего шарика между винтом и гайкой. Принцип действия ШВП следующий- в гайке сделаны специальные винтовые канавки, по ним перемещаются тела качения, т.е. между витками винта и гайки.

Сами шарики (тела качения) движутся по замкнутой траектории при вращении винта и одновременно поступательно перемещают гайку. Число рабочих витков составляет  от 1 до 6. Большее число витков  используется при нагруженных передачах тяжелых станков.

ШВП изготавливают из высоколегированной стали, подвергаются поверхностной закалке (закалка поверхности с помощью ТВЧ- тока высокой частоты) после шлифуются.

Основные достоинства шариковинтовой передачи:

• Высокий КПД, может быть больше 80% (т.к. проскальзывание шариков в ШВП минимальное)
• Малые потери на трение
• Высокая нагрузочная способность при небольших габаритах
• Высокая точность при перемещении
• Плавный ход

Недостатки ШВП:

1. Сложная в изготовлении конструкция.
2. Высокая стоимость
3. Ограничение по длине (из-за накапливаемой погрешности)

Существуют две разновидности ШВП:

1. Катанные ШВП, в данном случае резьбовой винт накатывается на специальном накатном оборудовании. Они проще в производстве, дешевле.
2. Шлифованные ШВП. Сначала идет нарезка резьбы далее её шлифуют. Являются более точными, что, в свою очередь, влияет на точность позиционирования и повторяемости станка.

Производители шарико-винтовых пар:

• HIWIN (Тайвань)
• THK (Япония)
• SKF (Швеция)
• SBC (Корея)
• Steinmeyer (Германия)
• MecVel (Италия).

Помимо ШВП существуют РВП – ролико-винтовые передачи. В РВП в качестве элемента качения используются ролики, за счет этого увеличивается максимальная грузоподъемность, увеличивается срок эксплуатации, надежность. Однако, стоимость РВП в несколько раз превышает ШВП.

Рисунок 9- Ролико-винтовая передача

Шарико-винтовая передача швп — 269 предложений в москве, сравнить цены и купить

Шариковые винтовые передачи — концерн «инмаш»