Thomson Linear Motion Optmized
Śruby kulowe - Wstępnie obciążona nakrętka
Budowa i teoria
Wstępnie obciążona nakrętka służy eliminowaniu luzu. Obciążenie wstępne można wykonać przy użyciu dwóch różnych strategii.
- Styk czteropunktowy
- Styk dwupunktowy
Styk czteropunktowy
Wstępne obciążenie nakrętki o styku czteropunktowym uzyskuje się przez montaż nakrętki kulowej z przewymiarowanymi kulami. Efekt jest następujący:- Kule przyjmują obciążenia w obu kierunkach.
- Mniejsza nakrętka (taka sama obciążalność jak nakrętka bez obciążenia wstępnego).
- Mniejsza wydajność, gdyż występuje poślizg po nieobciążonej stronie kuli.
- Obciążenie wstępne ma tendencję do krótszego trwania z powodu zużycia na skutek poślizgu kul.
- Możliwość wykonania tylko na śrubach o płynnym ruchu (wyższej precyzji).
- Nakrętki nie są zamienne między sobą, ponieważ rozmiar kuli jest dokładnie dobierany podczas montażu.
Styk czteropunktowy
Styk czteropunktowy
Styk dwupunktowy
Wstępne obciążenie nakrętki przy użyciu styku dwupunktowego uzyskuje się przez wykorzystanie konfiguracji „z podwójną nakrętką”. Połowa nakrętki opiera się obciążeniu w jednym kierunku. Druga połowa w drugim kierunku. Efekt jest następujący:
- Bardziej wydajna praca z kulami toczącymi się na dwóch punktach (brak poślizgu).
- Obciążenie wstępne trwa dłużej niż styk czteropunktowy.
- Wstępnie obciążone nakrętki można zamieniać. Wstępnie obciążone nakrętki wykorzystujące regulowane podwójne nakrętki można zakupić indywidualnie i nie muszą być fabrycznie dopasowane do śrub.
- Możliwość obciążania wstępnego na śrubach o niższej precyzji. Na śrubach o niższej precyzji zespół podwójnej nakrętki wykorzystuje sprężynę między dwiema połówkami nakrętki. Pozwala to na pewną elastyczność ruchu na takiej śrubie. Siła sprężyny jest jednak ograniczeniem obciążenia bez luzu.
- Dłuższa nakrętka przy takiej samej obciążalności. Nakrętka musi mieć podwójną liczbę obiegów kul, aby osiągnąć taką samą obciążalność jak równoważna nakrętka bez obciążenia wstępnego lub wstępnie obciążona nakrętka z czterema punktami styku.
Styk dwupunktowy
Styk dwupunktowy
Różne konstrukcje wstępnie obciążonych nakrętek
Dostępne są różne konstrukcje wstępnie obciążonych nakrętek, lecz większość z nich można podzielić na trzy kategorie:
- Przewymiarowane kule (styk czteropunktowy)
- Podwójna nakrętka (styk dwupunktowy)
- Pominięcie skoku (styk dwupunktowy)
Każde rozwiązanie ma zalety i wyzwania:
- Obciążenie wstępne z przewymiarowanymi kulami wykorzystuje selektywne kule łożyskowe do usunięcia luzu osiowego i utworzenia obciążenia wstępnego. Ten rodzaj obciążenia wstępnego zachowuje pełną obciążalność i najmniejsze wymiary. Wymaga jednak śruby współpracującej o wyższej dokładności skoku i przeważnie działa dobrze tylko do 5% obciążenia wstępnego.
- Obciążenie wstępne z podwójną nakrętką wykorzystuje dwie nakrętki, które są połączone i skonfigurowane w celu usunięcia luzu osiowego. Ten styl można obciążać sprężynami kompensacyjnymi i ustawiać dla kompensacji zużycia i obciążalności. Wadą jest koszt i rozmiar w porównaniu z przewymiarowanymi nakrętkami kulowymi.
- Obciążenie wstępne z pominięciem skoku jest typowe w przypadku zespołu śruby wirowej lub szlifowanej. Efektem jest sztywna nakrętka o wyższym poziomie obciążenia wstępnego (około 10%). Jest to rozwiązanie z pojedynczą nakrętką, lecz obniżające obciążalność dynamiczną układu, gdyż tylko połowa kul łożyskowych jest obciążona w danym momencie.
Konstrukcje wstępnie obciążonych nakrętek
Konstrukcje wstępnie obciążonych nakrętek
Przykład regulowanej nakrętki podwójnej
Przykład regulowanej nakrętki podwójnej
Minimalny luz
Alternatywą dla obciążenia wstępnego jest wybór takiego rozmiaru kul łożyskowych, aby zmniejszyć luz do minimum bez generowania obciążenia wstępnego podobnego do tego, jakie jest wykonywane dla obciążenia wstępnego z przewymiarowanymi kulami. Zalety minimalnego luzu obejmują mniejszy opór układu oraz zwiększoną płynność.
