Jakim jest niezbędny kluczowy element w świecie przekształcania ruchu?

W świecie przekształcania ruchu, śruba kulkowa jest niezastąpionym kluczowym elementem mechanicznym. Jest najczęściej wykorzystywanym elementem przekazywania ruchu w maszynach narzędziowych i precyzyjnych, a jej głównym zadaniem jest przekształcanie ruchu obrotowego w ruch liniowy. Ze względu na niski opór tarcia, śruby kulkowe znajdują szerokie zastosowanie w różnego rodzaju urządzeniach przemysłowych i przyrządach precyzyjnych.

Wkręt kulowy składa się z wkrętu, łuskę, stalowych kulek, arkusza preloadowego, odwracacza i urządzenia przeciwpyłowego. Jego funkcja polega na przekształcaniu ruchu obrotowego w ruch liniowy, czyli zmianie nośnika od działania suwaka do działania tocznego.
W 1898 roku dokonano pierwszej próby dodania stalowych kulek między łuską a wkrętem, przekształcając dotyk ślizgowy tradycyjnego śrubu w kontakt toczny; zastępując tarcie ślizgowe tarciem tocznym, przekształcając ruch obrotowy kulek w łusce w ruch liniowy oraz przekształcając moment obrotowy w siłę powtarzalną wzdłuż osi, aby poprawić słabe pozycjonowanie i łatwe uszkodzenie tradycyjnych śrubów.

Wkręt kulowy został wynaleziony przez Rudolpha G. Boehma z Teksasu i otrzymał amerykański patent w 1929 roku.

Gdy śrubą kulkową jest używany jako ciało aktywne, wałek będzie przekształcał się w ruch liniowy zgodnie z krokowaniem odpowiedniej specyfikacji w zależności od kąta obrotu wałka. Praca bierna może być połączona z wałkiem za pomocą podstawy wałkowej, co umożliwia realizację odpowiadającego temu ruchu liniowego.

Zestaw śruby kulkowej jest metaliczny, zazwyczaj wykonany z stali, i składa się z wałka oraz gwintowanej muszli. Gwint śrubowy muszli pasuje do gwintu śrubowego wałka.

Wewnątrz bruzd, zawartych w muszli, znajduje się wiele małych kul zrobionych z stali chromowej. Podczas gdy kule obiegają w muszli, zapewniają one płynny ruch pod śrubą. Płytka deflektora lub system zwrotny trzyma kule i sprawia, że obiegają one przez muszlę.

Gdy są używane w połączeniu z silnikiem, śruby kulowe osiągają efektywność do 90%. Są one również bardzo precyzyjne, z dokładnością kilku tysięcznych cala na stopę. Wiele branż wykorzystuje śruby kulowe do precyzyjnego sterowania, w tym przemysł lotniczy, komputerowy, elektroniczny, samochodowy i medyczny.

Śruby kulowe są również często stosowane w procesach produkcyjnych i są powszechne w robotach, linii montażowych automatyzowanych, equipmencie do obsługi materiałów, konwenorach, narzędziach maszynowych, sterowaniach kablowych oraz equipmencie do precyzyjnej montażu.

Zestaw śruby kulowej składa się z śruby i gumy, każda z pasującymi do siebie spiralnymi bruzdami. Kule toczą się między tymi bruzdami i zapewniają jedyny punkt kontaktu między gumą a śrubą.

Gdy śruba lub nakrętka obraca się, piłki są odchylane przez deflektor do systemu powrotu piłek w nakrętce, a następnie przechodzą przez ten system w ciągłej ścieżce do przeciwległego końca nakrętki kulowej. Następnie piłki opuszczają system powrotu i wchodzą do torów walcowych śruby kulowej i nakrętki, aby ponownie obiegać w zamkniętej pętli.

Ostrzeń kulkowa określa obciążenie i żywotność zestawu śruby kulkowej. Stosunek liczby nitek w pętli odnośnika kulkowego do liczby nitek na śruby kulkowej określa, w jakim stopniu osioł kulkowy osiągnie uszkodzenie (unięcie) szybciej niż śrubka kulkowa.

Owoc kulkowy zawiera dwa rodzaje metod zwrotu kuli: zewnętrznego i wewnętrznego.

Typ cyrkulacji zewnętrznej: kule wracają na przeciwległy koniec pętli przez rurę zwrotną, a rurka zwrotna kuli wystaje nad zewnętrzną średnicą maticy kulkowej.

Rodzaj wewnętrznego krążenia: kule wracają przez ścianę maticy lub wzdłuż niej, poniżej zewnętrznej średnicy maticy.

Typ obiegów wewnętrznych posiada obwód obrotowy (jak pokazano na rysunku powyżej). Kulki są zmuszane do wspinaczki po szczycie nici na śruby przez system powrotny. System ten nazywa się wewnętrznym systemem powrotnym typu krzyżowego deflektoru. W orzechu kulkowym typu krzyżowego deflektoru, kula powoduje tylko obrót wału, a ścieżka powrotna jest zamknięta przez deflektor kulkowy (B) w orzechu (C), umożliwiając kulkom przejście między sąsiednimi rowkami w punktach (A) i

Gdy długą śrubę kulową obraca się z wysoką prędkością, zacznie ona drżeć, gdy stosunek szczupłości osiągnie naturalną harmoniczny wymiarów wału. To nazywa się prędkością krytyczną i może być bardzo szkodliwe dla żywotności śruby kulowej. (Bezpieczna prędkość pracy nie powinna przekraczać 80% prędkości krytycznej śruby.)

Niektóre aplikacje wymagają dłuższych długości wałów i wysokich prędkości, a to są wszystkie miejsca, gdzie wymagana jest nakrętka kulowa z układem obrotowym.