Aký je nevyhnutný kľúčový komponent vo svete prevodníkov?

V svete prevodov je kuľová šroubovka nevyhnutnou kľúčovou mechanickou súčasťou. Je to najčastejšie používaný prevodný prvok v nástrojovej strojárstve a presnej mašinerii, a jej hlavná funkcia je prevádzať rotáciu na lineárne pohyby. Kvôli svojej malkej odporovej sile sú kuľové šroubovky široko uplatnené v rôznom priemyselnom vybavení a presných nástrojoch.

Kuľová šroubovka sa skladá zo šroubu, matice, ocelepých guľôček, predtiahového listu, prevrátača a prísavca prachu. Jej úlohou je previesť rotáciu na lineárny pohyb, teda zmeniť druh pohybu nosníka z klzenia na valenie.
V roku 1898 sa ľudia prvýkrát pokúsili pridávať ocelové guľky medzi šroubovičku a špec, čím transformovali klzavý kontakt tradičného šroubu na valcový kontakt; nahradenie klzavého trenia valcovým tierenom, prevod rotácie ocelových guliek v šroubovičke na lineárne pohyby a prevod krútiacej sily na opakovanú axiálnu silu, aby sa zlepšilo chudobné pozíciovanie a snadná poškodenosť tradičných šroubov.

Šroub s guľkami vynaliezol Rudolph G. Boehm zo státu Texas a v roku 1929 mu bol udelený americký patent.

Keď je šroub s guľkami použitý ako aktívna časť, šroubovička prevedie rotáciu špecu do lineárneho pohybu podľa kroku danej špecifikácie. Pasívna pracovná časť môže byť spojená so šroubovičkou cez nosnú mieru, čím sa realizuje príslušný lineárny pohyb.

Súprava ložiskovej šroubovice je kovová, obvykle vyrobená zo ocele, a skladá sa z vnútorné vreckovej matky a šroubu. Špirálový kanál matky sa zhoduje so špirálovým kanálom šroubu.

Vnútri kanálov, obsiahnutých v matke, sa nachádza mnoho malých gulôček vyrobených z chromovej ocele. Keď sa gulôčky pohybujú v matke, poskytujú hladké pohyby pod šroubom. Odrazová doska alebo systém návratu drží gulôčky a udržiava ich cirkuláciu cez matku.

Keď sa používajú spolu s motorom, ložiskové šroubovice môžu byť až 90% účinné. Sú veľmi presné, s presnosťou niekoľkých tisícnych palca na stopu. Mnoho odvetví používa ložiskové šroubovice na presnú kontrolu, vrátane leteckej a vesmírnej techniky, počítačov, elektroniky, automobilového priemyslu a medicínskeho priemyslu.

Ložiskové šroubovice sa tiež často používajú v výrobných procesoch a sú bežné v robotoch, automatizovaných montážnych liniách, zariadeniach na spracovanie materiálov, dopravných pásach, strojových nástrojoch, ovládačoch drôtov a zariadeniach na presnú montáž.

Montáž kuličkové šruba je tvorená šrubom a guľovou matkou, každá s odpovedajúcimi špirálovými bránami. Kuličky sa kutália medzi týmito bránami a poskytujú jediný kontakt medzi matkou a šrubom.

Keď sa otáča šrub alebo matka, kuličky sú odsekované odklonovačom do systému návratu kuličiek matky, a prechádzajú cez tento systém spojitou cestou na opačný koniec guľovej matky. Potom kuličky vychádzajú z návratového systému do biežiek škrubu a matky pre recirkuláciu v uzavretom obchode.

Guľová matka určuje nosnosť a životnosť montáže kuličkového šruba. Pomer počtu vlákien v smyčke guľovej matky ku počtu vlákien na kuličkovom šrube určuje stupeň, v akom sa guľová matka dostane k únavovému porušeniu (materiálovému opáleniu) rýchlejšie ako kuličkový šrub.

Guľová matka obsahuje dva typy metód pre návrat kuličiek: externý cyklický typ a interný cyklický typ.

Typ vonkajšej cirkulácie: Guľky sa vrátia na opačný koniec smyčky cez návratnú rúru, a návratná rúra pre guľky vyčúva nad vonkajší priemer guľového šrouboviazu.

Typ vnútornnej cirkulácie: Guľky sa vrátia cez alebo podél steny šrouboviazu, pod vonkajším priemerom guľového šrouboviazu.

Vnútorný typ cirkulácie má rotujúci obvod (ako je ukázané na obrázku vyše). Guľky sú nútené vstúpiť presne nad vlákno škroutu cez návratný systém. Tento systém sa nazýva križový odbočovací vnútorný návratný systém. V križovo odbočovanom guľovom šrouboviaze prechádza guľka len jednou otáčkou hriadele, a zatvára sa návratná cesta guľkovým odbočovačom (B) v šrouboviaze (C), čo umožňuje guľkám prechádzať medzi susednými bránkami v bodoch (A) a (D).

Keď sa pri rotácii dlhého štvrtového vývitu pohybuje vysokou rýchlosťou, začne vibráciu, ak dosiahne pomer tenkosti prirodzenú harmonickej frekvencii rozmerov osi. Toto sa nazýva kritická rýchlosť a môže byť veľmi škodlivé pre životnosť štvrtového vývitu. (Bezpečná prevádzková rýchlosť by nemala presiahnuť 80 % kritickej rýchlosti vývitu.)

Niektoré aplikácie vyžadujú dlhšie dĺžky osí a vysoké rýchlosti, a sú to všetky miesta, kde je potrebná rotujúca zosobenie štvrtového vývitu.