Prosty pomysł…
Śruby kulowe to po prostu gwintowany trzpień i zwykle sporych rozmiarów nakrętka, pod którą znajdują się kulki umieszczone w zamkniętym obiegu. Dzięki temu nakrętka porusza się względem trzpienia, ale może być przymocowana do nieruchomego elementu, a cały mechanizm przetwarza ruch obrotowy na posuwisty. Idea tego wynalazku nie jest wcale nowa, od strony projektowej również nie wymaga to żadnych ultranowoczesnych elementów.
…skomplikowane wykonanie
Problemem, na który natykają się konstruktorzy śrub kulowych, jest zawsze precyzja. Nowoczesne elementy tego typu wykazują sprawność osiągającą nawet 95%, co oznacza, że są one niezwykle wydajne, a przy tym bezpieczne, ponieważ nie dochodzi do nadmiernego rozgrzewania materiału. Jednak aby możliwe było osiągnięcie sprawności choćby zbliżonej do tak wysokiego poziomu, konieczne jest wprowadzenie do układu naprężeń wstępnych. Są one dość znaczne i choć wydawać się może to pomysłem sprzecznym z intuicją, gdyż układ kulkowe zwykle stosuje się do eliminacji naprężeń, to w tym przypadku właśnie ten opór materiałowy jest czynnikiem odpowiadającym za brak luzów w połączeniu.
Wersje, modele i wykonania
W zależności od tego, jaką wytrzymałość ma mieć śruba kulowa, jakie obciążenia będzie przenosiła, jakiej będzie wielkości i w jakim układzie znajdzie zastosowanie, produkuje się ją nieco inaczej. Ogólnie rzecz biorąc, elementy tego rodzaju dzieli się na trzy wykonania: łuszczone, rolowane i szlifowane. Każda z tych technik pozwala na nadanie materiałowi nieco innej specyfiki i nawet jeśli są to różnice pozornie nieznaczne, to po przemnożeniu przez ilość cykli pracy danej śruby mogą przekładać się na całkiem spore oszczędności lub skrócenie okresu eksploatacji.
W najlepszych śrubach kulowych tarcie jest tak niewielkie, że moment obrotowy wymagany do wykonania danej operacji spada o dwie trzecie w porównaniu do momentu, jakie trzeba by przyłożyć w rozwiązaniu tradycyjnym. Działa to w taki sposób przy zastosowaniu śrub kulowych z najwyższej półki. Sprawność spada bowiem bardzo szybko wraz z każdym luzem mechanizmu i jeszcze szybciej, jeśli przy produkcji trzpienia zastosowany został nieodpowiedni materiał. W tym miejscu też należy wspomnieć, że czynnikiem, który ogranicza sprawność w już uruchomionych układach, często jest po prostu nieodpowiednia konserwacja lub złe warunki eksploatacji – na te również odporniejsze będą śruby o większej wytrzymałości początkowej.
Napisz komentarz
Komentarze