Care este componenta cheie indispensabilă în lumea transmisiei?

În lumea transmisiei, scrobina cu bilă este componenta mecanică cheie indispensabilă. Este cel mai utilizat element de transmisie în mașinaria unelte și mașinaria precisă, iar funcția sa principală este aceea de a converti mișcarea de rotație în mișcare liniară. Datorită micului său rezistență la frecare, scrobinele cu bilă sunt folosite pe scară largă în diverse echipamente industriale și instrumente precise.

Screwura de bilă este compusă dintr-un șurub, o nucă, bile de oțel, o foaie de preîncărcare, un inversor și un dispozitiv antepuș. Funcția sa este de a transforma mișcarea de rotație în mișcare liniară, adică de a schimba suportul deplasării de la mișcare de lizare la mișcare de rulant.
În 1898, s-a făcut prima încercare de a introduce bile de oțel între nucă și șurub, transformând contactul de lizare al șurubului tradițional în contact de rulant; înlocuirea lizării cu frictia de rulant, convertind mișcarea de rotație a bilor de oțel din nucă în mișcare liniară și convertind cuplajul în forță axială repetabilă, pentru a îmbunătăți poziționarea deficitară și ușoara deteriorare a șuruburilor tradiționale.

Screwura de bilă a fost inventată de Rudolph G. Boehm din Texas și i s-a acordat o brevetă americană în 1929.

Când scrobina sferică este folosită ca corp activ, nucița se va transforma în mișcare liniară conform pasului specificației corespunzătoare cu unghiul de rotație al barei filete. Muncitorul pasiv poate fi conectat la nuciță prin intermediul suportului de nuciță, realizând astfel mișcarea liniară corespunzătoare.

Asamblarea scrobinei sferice este metalică, de obicei fabricată din oțel, și constă într-o nuciță filetată intern și într-o scară. Groaza spirală a nuciței se potrivește cu groaza spirală a scării.

În interiorul groazelor, conținute în nuciță, se află multe mici sfere fabricate din oțel cromat. Când sferele circulă în nuciță, acestea oferă o mișcare fluidă sub scară. Placa de redirecționare sau sistemul de returnare ține sferele și le face să circule prin nuciță.

Când sunt folosite împreună cu un motor, scrobinele cu bilă pot avea o eficiență de până la 90%. Ele sunt destul de precise, cu o precizie de câteva miimi de inchi pe picior. Multe industrii folosesc scrobinele cu bilă pentru control precis, inclusiv industriile aerospațiale, computer, electronice, auto și medicală.

Scrobinele cu bilă sunt de asemenea folosite frecvent în procesele de fabricație și sunt obișnuite în robote, linii de montaj automate, echipamente de manipulare a materialelor, transporturi, unelte de machetare, controale cu cablu și echipamente de asamblare precisă.

Montajul cu șurub și bilă este format dintr-un șurub și o nută, fiecare având groase spiralate corespunzătoare. Bilele se rotesc între aceste groase și oferă singurul contact dintre nută și șurub.

Când șurubul sau nuta se rotește, bilele sunt deviate de deflectoare în sistemul de returnare al bilelor din nută, iar acestea trec prin sistemul de returnare pe un drum continuu către extremitatea opusă a nutei cu bile. Apoi, bilele ies din sistemul de returnare în canalele de rostogolire a șurubului cu bile și a nutei pentru recirculare într-un circuit închis.

Nuta cu bile determină încărcarea și durata de viață a montajului cu șurub și bilă. Raportul dintre numărul de fire din buclă a nutei cu bile și numărul de fire ale șurubului cu bile determină cât de mult va ajunge nuta cu bile să atingă eșecul prin obosirea (uzura) mai repede decât șurubul cu bile.

Nuta cu bile conține două tipuri de metode de returnare a bilelor: tip circulație externă și tip circulație internă.

Tip circulație exteră: Bilurile se întorc la capătul opus al buclei prin tubul de întoarcere, iar tubul de întoarcere a bililor depășește diametrul exterior al nutului cu bile.

Tip circulație internă: Bilurile se întorc prin sau de alongside peretele nutului, sub diametrul exterior al nutului cu bile.

Tipul de circulație internă are un circuit rotativ (așa cum este arătat în figura de mai sus). Bilurile sunt forțate să se scufunde peste vârful firului șurubului prin sistemul de întoarcere. Acesta se numește sistem intern de întoarcere de tip deflector traversant. Într-un nut cu bile de tip deflector traversant, bila efectuează doar o rotație a axei, iar calea de întoarcere este închisă de deflectorul de bile (B) din nut (C), permitând bilor să treacă între groazele adiacente în punctele (A) și (D).

Când o tornantă lungă se rotește la viteză ridicată, va începe să vibreze odată ce raportul de slendru ajunge la armonica naturală a dimensiunilor axlei. Acest fenomen este cunoscut ca viteza critică și poate fi foarte prejudicială pentru durata de viață a tornantei. (Viteza de funcționare sigură nu ar trebui să depășească 80% din viteza critică a tornantei.)

Unele aplicații necesită lungimi mai mari ale axlei și viteză ridicată, și acestea sunt toate locurile în care este necesar un ansamblu de rotație al nucii cu bilă.