W mechanicznych systemach ruchu napędy śrubowe są szeroko stosowane do przekształcania ruchu obrotowego w ruch liniowy. Do najczęstszych typów są trapezoidalne śruby ołowiowe i śruby kulowe. Podczas gdy obie pełnią podobne funkcje, różnią się znacznie pod względem projektowania, wydajności, obsługi obciążenia i idealnych przypadków użycia.
1. Podstawowa struktura i zasada pracy
Trapezoidalna śruba ołowiowa :
Znane również jako śruby ACME (szczególnie w Ameryce Północnej), trapezoidalne śruby ołowiowe mają profil gwintu w kształcie trapezoidów, zwykle z kątam gwintu 30 ° lub 29 °. Ruch osiąga się poprzez przesuwanie kontaktu między śrubą i pasującą brąz lub nakrętkę polimerową.
Śruba kulowa:
Śruby kulkowe składają się z wału śrubowego i nakrętki kulowej z recyrkulacyjnymi łożyskami kulowymi między niciami. Te łożyska kulowe zmniejszają tarcie, toczy się raczej, a nie przesuwając, znacznie poprawiając wydajność.
2. Wydajność i tarcia
Trapezoidalna śruba ołowiowa:
Działa z wyższym tarciem z powodu bezpośredniego kontaktu ślizgowego (lub polimeru).
Typowa wydajność mechaniczna waha się od 30% do 50%.
W wielu przypadkach samozachowawcze, co oznacza, że opiera się jeździe bez hamulców zewnętrznych.
Śruba kulowa:
Oferuje bardzo niskie tarcia dzięki ruchom łożysk kulowych.
Wydajność jest powyżej 90%, co czyni ją odpowiednim do zastosowań o dużej prędkości.
Nie blokowanie-odpowiada systemom hamowania lub silnikach do utrzymania pozycji.
3. Obciążenie i zużycie
Trapezoidalna śruba ołowiowa:
Zasadniczo obsługuje umiarkowane obciążenia przy niższych prędkościach.
Większe zużycie w czasie z powodu przesuwnego kontaktu, ale łatwiejsze w utrzymaniu i opłacalne do wymiany.
Dobrze działa w środowiskach wymagających odporności na wstrząsy i rzadkiego ruchu.
Śruba kulowa:
Zdolne do obsługi wyższych obciążeń dynamicznych z doskonałą precyzją.
Mniej zużycia, dłuższa żywotność obsługi pod obowiązkiem.
Wrażliwy na zanieczyszczenie - odpiera czyste środowiska operacyjne i smarowanie.
4. Precyzja i luz
Trapezoidalna śruba ołowiowa:
Umiarkowana precyzja, zazwyczaj z większą liczbą luzu, chyba że stosowane są orzechy przeciwbólowe.
Nadaje się do zastosowań, w których bezwzględna dokładność nie jest krytyczna.
Śruba kulowa:
Wysoka precyzja i powtarzalność, często stosowane w maszynach CNC, robotyce i automatyzacji.
Minimalna reakcja z powodu wstępnie załadowanych nakrętek kulowych i ciasnych tolerancji.
5. Koszt i złożoność
Trapezoidalna śruba ołowiowa:
Niższy koszt zarówno produkcji, jak i konserwacji.
Prostsza konstrukcja, łatwiejsza w instalacji i eksploatacji w podstawowych konfiguracjach.
Śruba kulowa:
Wyższy koszt z góry i bardziej złożony projekt.
Wymaga bardziej starannego wyrównania i ciągłego smarowania.
Porównanie podsumowania
| Jedz | Trapezoidalna śruba ołowiowa | Śruba kulowa |
| Tarcie i wydajność | Wysokie tarcie, ~ 30–50% wydajność | Niskie tarcia, ~ 90% wydajność |
| Blokowanie się | Tak (często) | Nie (wymaga hamulca) |
| Obsługa obciążenia | Umiarkowane obciążenia | Wysokie obciążenia i siły dynamiczne |
| Precyzja | Umiarkowany, większy luz | Wysoka precyzja, niski luz |
| Koszt | Niżej | Wyższy |
| Konserwacja | Prosty, bardziej podatny na zużycie | Wymaga smarowania, dłuższego życia |
Zarówno trapezoidalne śruby ołowiowe, jak i śruby kulowe mają wyraźne zalety w zależności od zastosowania. Śruby trapezoidalne są lepiej dostosowane do niskiej prędkości, umiarkowanego, wrażliwego na koszty środowiska, w których blokowanie jest zaletą-takie jak podnośniki, siłowniki lub platformy podnoszenia. Z drugiej strony śruby kulowe wyróżniają się w szybkich, szybkich aplikacjach, takich jak CNC Machinery, drukarki 3D i zaawansowane systemy automatyzacji.
Wybór między nimi wymaga równowagi potrzeb dotyczących wydajności, ograniczeń budżetowych i złożoności systemu.
