Qual è il componente chiave indispensabile nel mondo della trasmissione?

Nel mondo della trasmissione, la vite a sfera è il componente meccanico chiave indispensabile. È l'elemento di trasmissione più comunemente utilizzato nelle macchine utensili e nei macchinari di precisione, e la sua funzione principale è quella di convertire il movimento rotatorio in movimento lineare. A causa della sua bassa resistenza al attrito, le viti a sfera sono ampiamente utilizzate in vari tipi di attrezzature industriali e strumenti di precisione.

La vite a sfera è composta da una vite, una carrucola, palle di acciaio, una lamina di precarico, un invertitore e un dispositivo antipolvere. La sua funzione è quella di convertire il movimento rotatorio in movimento lineare, cioè cambiare l'azione del cuscinetto da scorrimento a rotolamento.
Nel 1898, le persone hanno fatto il primo tentativo di aggiungere palle di acciaio tra la carrucola e la vite, trasformando il contatto a sfregamento dei tradizionali bulloni in contatto a rotolamento; sostituendo lo sfregamento con il rotolamento, convertendo il movimento rotatorio delle palle di acciaio nella carrucola in movimento lineare e trasformando il couples in forza ripetuta assiale, al fine di migliorare la cattiva posizionabilità e la facilità di danno dei tradizionali bulloni.

La vite a sfera è stata inventata da Rudolph G. Boehm del Texas e gli è stato concesso un brevetto statunitense nel 1929.

Quando la vite a sfera viene utilizzata come corpo attivo, la carrucola si convertirà in movimento lineare in base al passo della specificazione corrispondente con l'angolo di rotazione della vite. Il pezzo lavorato passivo può essere connesso alla carrucola tramite il supporto della carrucola, realizzando così il corrispondente movimento lineare.

L'assemblaggio della vite a sfera è metallico, solitamente realizzato in acciaio, e consiste in una carrucola con filettatura interna e una vite. La scanalatura elicoidale della carrucola corrisponde alla scanalatura elicoidale della vite.

All'interno delle scanalature, contenute nella carrucola, ci sono molte piccole sfere realizzate in acciaio cromato. Quando le sfere circolano all'interno della carrucola, queste forniscono un movimento fluido sotto la vite. La piastra deviatrice o il sistema di ritorno tiene le sfere e le fa circolare attraverso la carrucola.

Quando utilizzate con un motore, le viti a sfera hanno un'efficienza fino al 90%. Sono abbastanza precise, con un'accuratezza di poche migliaia di pollici per piede. Molte industrie utilizzano le viti a sfera per un controllo preciso, inclusi i settori aerospaziale, informatico, elettronico, automobilistico e medico.

Le viti a sfera vengono inoltre utilizzate frequentemente nei processi di produzione ed sono comuni nei robot, linee di assemblaggio automatizzate, attrezzature per il maneggio dei materiali, trasportatori, utensili macchina, controlli cablati e attrezzature per l'assemblaggio preciso.

L'assemblaggio della vite a sfera è composto da una vite e da una carrucola, ciascuna con incavi elicoidali corrispondenti. Le sfere rotolano tra questi incavi e forniscono l'unico punto di contatto tra la carrucola e la vite.

Quando la vite o la rondella ruotano, le palle vengono deviate dal deflettore nel sistema di ritorno delle palle della rondella, e attraversano il sistema di ritorno in un percorso continuo fino all'estremità opposta della rondella a sfera. Successivamente, le palle escono dal sistema di ritorno verso le corsie elicoidali della vite a sfera e della rondella, ricircolando in un ciclo chiuso.

La rondella a sfera determina il carico e la durata dell'assemblaggio della vite a sfera. Il rapporto tra il numero di file nella rondella a sfera e il numero di file sulla vite a sfera determina l'entità con cui la rondella raggiungerà il fallimento per fatica (usura) più velocemente rispetto alla vite a sfera.

La rondella a sfera contiene due tipi di metodi di ritorno delle palle: tipo circolazione esterna e tipo circolazione interna.

Tipo circolazione esterna: Le palle ritornano all'estremità opposta del circuito attraverso la tubatura di ritorno, e la tubatura di ritorno delle palle sporge al di sopra del diametro esterno della rondella a sfera.

Tipo di circolazione interna: Le palle ritornano attraverso o lungo il muro della carrucola, al di sotto del diametro esterno della carrucola per le palle.

Il tipo di circolazione interna ha un circuito rotante (come mostrato nella figura sopra). Le palle sono costrette a salire sopra la sommità del filo sulla vite attraverso il sistema di ritorno. Questo viene chiamato sistema di ritorno interno a deviatore incrociato. In una carrucola a deviatore incrociato, la palla fa ruotare l'asse solo di un giro, e il percorso di ritorno è chiuso dal deviatore delle palle (B) nella carrucola (C), permettendo alle palle di attraversare tra le scanalature adiacenti nei punti (A) e (D).

Quando una vite perle lunga ruota a alta velocità, inizierà a vibrare una volta che il rapporto di slancio raggiunge l'armonica naturale delle dimensioni dell'asse. Questo si chiama velocità critica e può essere molto dannoso per la durata della vite perle. (La velocità operativa sicura non dovrebbe superare l'80% della velocità critica della vite.)

Alcune applicazioni richiedono lunghezze di asse maggiori e velocità elevate, e queste sono tutte situazioni in cui è necessaria l'unità rotante del perno a sfera.