Cargol de bola. Càlcul d'engranatges de cargol

Taula de continguts:

Cargol de bola. Càlcul d'engranatges de cargol
Cargol de bola. Càlcul d'engranatges de cargol

Vídeo: Cargol de bola. Càlcul d'engranatges de cargol

Vídeo: Cargol de bola. Càlcul d'engranatges de cargol
Vídeo: Беслан. Помни / Beslan. Remember (english & español subs) 2024, Març
Anonim

La transmissió de cargol pertany a la categoria de mecànica. L'objectiu principal d'aquesta operació és convertir el moviment de rotació en translació o viceversa. Aquest tipus de transmissió només consta de dos elements: un cargol i una femella.

Descripció del dispositiu

Com ja s'ha esmentat, el mecanisme d'accionament del cargol s'utilitza per convertir el moviment. Els exemples més habituals de l'ús d'aquest sistema van ser aparells com gats, premses, màquines de tallar metalls, laminadors, equips d'elevació, etc. També val la pena assenyalar que tots aquests són exemples de conversió del moviment de rotació en translació. Però per al procediment invers, aquest dispositiu s'utilitza molt poques vegades. Per exemple, el mecanisme per moure la pel·lícula d'una càmera funciona segons el principi invers de la conversió de moviment.

engranatge de cargol
engranatge de cargol

Hi ha diversos avantatges d'aquest sistema: funcionament silenciós, enganxament suau, disseny senzill, es pot obtenir una gran força.

No obstant això, també hi ha una sèrie d'inconvenients: sovint l'engranatge helicoïdal s'enganxa i la seva eficiència, és a dir, l'eficiència, és baixa.

Dispositiu iespècie

Actualment, hi ha dues unitats principals del sistema. El seu primer tipus conté una femella fixa i un cargol mòbil, i el segon tipus, per contra, té una femella mòbil i un cargol fix. La primera categoria de dispositius inclou una presa de cargol, i el segon grup s'utilitza, per exemple, en els cargols de màquines-eina i altres dispositius.

càlcul d'engranatges helicoïdals
càlcul d'engranatges helicoïdals

També hi ha diversos tipus d'engranatges de cargol:

  • Sistema lliscant.
  • Sistema de rodament caracteritzat pel fet que la femella té solcs on es col·loquen les boles.
  • Engranatges de rodets planetaris, que es consideren força prometedors, ja que es distingeixen per una gran precisió i rigidesa.
  • Tipus de transmissió d'ona, es distingeix per moviments de translació força petits.
  • Transmissió de cargol hidrostàtica amb baixa fricció, baix desgast i una precisió bastant alta.

Talla i càlcul

A més que hi ha diversos tipus de sistemes, també hi ha diversos tipus de rosques per femella i cargol. Si cal assegurar la menor fricció entre les peces, s'utilitza una vista rectangular. No obstant això, és molt important tenir en compte aquí que la fabricabilitat d'aquest tipus de connexió és bastant baixa. En altres paraules, és impossible tallar aquest fil en una fresadora de fil. Si comparem la força dels fils rectangulars i trapezoïdals, el primer perd significativament. Per això, la distribució i l'ús de rosques rectangulars en els accionaments de cargol està molt limitat.

cargol de boles
cargol de boles

Per aquests motius, el tipus principal que s'utilitza per al dispositiu de cargols de transmissió s'ha convertit en rosca trapezoïdal. Aquest tipus té tres tipus de pas: petit, mitjà i gran. El més popular és el sistema de to mitjà.

El càlcul de la transmissió del cargol es redueix al càlcul de la relació d'engranatges. La fórmula té aquest aspecte: U=C/L=pd/pK. C és la circumferència, L és el pas del cargol, p és el pas del cargol, K és el nombre de voltes del cargol.

Cargol de bola (BSC)

Cargol de boles: aquesta és una de les varietats d'accionament lineal, que també serveix per convertir el moviment de rotació en translació. Tanmateix, hi ha una diferència aquí, que és que aquest tipus de sistema es caracteritza per una fricció molt baixa.

cargol de boles
cargol de boles

El paper del cargol en aquests sistemes el fa l'eix, que normalment està fet d'acer molt resistent. A la seva superfície, aquest dispositiu té cintes de córrer amb una forma específica. És un dispositiu que és capaç d'interaccionar amb la nou. Tanmateix, el seu treball no es realitza directament, com passa en un engranatge de cargol convencional, sinó a través de petites boles. Utilitza el principi de fricció de rodament.

Aquest principi d'interacció proporciona un coeficient de rendiment (COP) molt elevat, així com característiques de sobrecàrrega elevades.

Aplicació i desenvolupament de cargols de boles

El cargol de bola s'utilitza més sovint a la indústria, com ara la fabricació d'avions, a la ciència de coets per moure timonssuperfícies en vehicles. La gamma més àmplia d'ús d'aquest sistema es pot observar en l'enginyeria de precisió, en particular, en màquines CNC.

La història d'aquest cargol és força inusual, ja que el primer cargol de boles més precís es va obtenir amb un cargol convencional de baixa precisió. El dispositiu tenia l'aspecte següent: una petita estructura de diverses femelles, tensada per una molla, es va muntar al cargol, després de la qual es va llipar al llarg de tota la seva longitud.

engranatge helicoïdal
engranatge helicoïdal

Va ser possible fer una mitjana dels errors de pas tant del cargol com de la femella movent els elements al llarg de la base, així com canviant la direcció de la tensió.

Ús de cargols de boles

Per aconseguir una llarga vida útil del cargol de boles, cal seguir les normes de funcionament d'aquest sistema. Per tal que pugui mantenir tots els seus indicadors al nivell adequat, inclosa la precisió, és molt important controlar la neteja de l'espai de treball del dispositiu. El vapor de funcionament no s'ha d'exposar a partícules abrasives com ara pols, estelles, etc.

mecanisme d'accionament de cargol
mecanisme d'accionament de cargol

Molt sovint, aquests problemes es resolen instal·lant una protecció ondulada feta de materials de cautxú o polímers al cargol amb la femella. Això elimina completament la possibilitat de contaminació. Si el sistema funciona en mode obert, aquest problema es pot resoldre d'una altra manera. En aquests casos, s'instal·la un compressor que, a alta pressió, subministra aire purificat al vapor de treball.

PerquèAtès que el sistema funciona segons el principi de la fricció de rodament, es fa possible la precàrrega, cosa que us permet eliminar el joc innecessari de l'engranatge. La reacció és la bretxa que es forma entre el moviment de rotació i de translació en el moment en què canvia de direcció.

Qualitat de transmissió

Com qualsevol altre sistema, aquest té els seus avantatges i desavantatges.

Els desavantatges del dispositiu inclouen el fet que hi ha possibilitats de transmissió inversa si l'angle de funcionament del cargol de boles és massa gran. Això passa perquè hi ha massa poca fricció perquè la femella no es bloquegi quan s'aixeca. Transfereix la força lineal al parell. A més, no es recomana l'ús d'aquests sistemes de transmissió en dispositius de mà.

tipus d'engranatges de cargol
tipus d'engranatges de cargol

L'avantatge és que el baix percentatge de fricció provoca una baixa dissipació, que, al seu torn, augmenta molt l'eficiència de tot el sistema. Segons aquest indicador, el cargol de boles és superior a qualsevol altre anàleg de la transmissió, que es dedica a la transformació del moviment de rotació en translació. L'eficiència màxima dels cargols de boles més comuns supera el 90%. Per comparar, suposem que els engranatges mètrics o helicoïdals més propers tenen una eficiència màxima del 50%.

Com que pràcticament no hi ha lliscament al cargol de boles, té un efecte positiu en l'augment de la vida útil del cargol de boles i en l'economia, ja que el temps d'inactivitat per reparacions, lubricació o substitució de peces es redueix significativament. Per tant, aquests dispositius són els mésrendible.

Fabricació i precisió

Els cargols de cargol de boles de més precisió només es poden obtenir triturant el material. Hi ha una altra manera d'aconseguir un cargol: això és moletejar. El cost serà molt inferior al de la mòlta, però l'error del producte serà d'unes 50 micres per 300 mm de carrera. Tingueu en compte que les peces de terra més d' alta precisió es caracteritzen per un error d'1-3 micres per 300 mm, i algunes fins i tot menys. Per obtenir una bruta per al futur cargol, el material s'ha de sotmetre a un procés de mecanitzat en brut, després del qual s'endureix i es rectifica fins a l'estat requerit.

La vista instrumental del cargol de boles sovint té una precisió de fins a 250 nm per centímetre. Per fer aquests productes, cal passar pel procés de mòlta i mòlta. Cal realitzar aquestes operacions en equips de molt alta precisió. La matèria primera d'aquests cargols són els aliatges Invar o Invar.

Recomanat: