Шарико-винтовые передачи (ШВП) от производителей: типы, изготовление по чертежам, стоимость

Исполнительные механизмы и станки используют шарико-винтовые передачи (ШВП) для преобразования вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение узла, такого как каретка. Важно отметить, что качество и технические характеристики ШВП напрямую влияют на точность позиционирования и эффективность работы механизма.

ШВП — важный элемент промышленности, состоящий из гайки и винта с резьбовыми канавками криволинейного профиля. Внутри канавок находятся шарики, обеспечивающие качение гайки вдоль винта. ШВП широко используются в металлургии, машиностроении, авиации, автомобильной отрасли, текстильной и пищевой промышленности, везде, где требуется преобразование вращательного движения в линейное.

С развитием DIY-технологий на основе ШВП производятся готовые линейные модули, включающие в себя корпус из металлического профиля, сервоприводы, элементы измерения и автоматики. Такие модули служат ядром для будущих станков с ЧПУ и 3D-принтеров.

Преимуществами шарико-винтовых пар являются отсутствие потерь на трение скольжения и, как следствие, пониженный износ, КПД преобразования от 90% и выше, высокая точность позиционирования и осевая жесткость, хорошие динамические показатели при малой мощности и крутящем моменте привода, а также относительно небольшие габариты.

Технические характеристики ШВП определяются областью их применения. Класс точности зависит от шага резьбы, геометрических допусков, гладкости поверхности, наличия люфта, начального момента и допустимой рабочей температуры.

Способ изготовления ШВП может быть катанным или шлифованным. Катанные ШВП производят методом холодной прокатки и используются, как правило, как транспортные, с меньшей плавностью и точностью перемещения. Шлифованные ШВП подвергаются закаливанию и многоступенчатой шлифовке и могут использоваться в высокоточном оборудовании.

Существует способ прецизионной накатки, комбинирующий оба метода обработки резьбы. У таких винтов гладкая поверхность, как у шлифованных ШВП, при меньших затратах на производство.

Класс точности ШВП определяется как отклонение гайки относительно винта по длине в 300 мм. Стандартные ШВП выпускаются с диаметром винта 16–125 мм, длиной до 3000 мм, шагом резьбы от 1,5 до 50 мм. Для специфических задач изготавливаются ШВП нестандартного типа, длиной до 6000 мм.

По назначению и условиям работы выпускаются ШВП с зазором и натягом. ШВП с зазором используются там, где перемещение измеряется отдельно, независимо от угла поворота винта. ШВП с натягом используются для высокоточных задач, где мертвый ход недопустим.

Выбор жесткости и способа преднатяга обсуждается на стадии проектирования ШВП. Класс точности ШВП определяется как отклонение гайки относительно винта по длине в 300 мм.

Производители ШВП

ШВП производят многие мировые компании, включая Hiwin, Tbi Motion (Тайвань), KSK Precise Motion (Чехия), PMI Group, CNC, CHTR (Китай), THK, NSK (Япония), Steinmeyer, Bosch Rexroth (Германия), «Микрон» (Украина), SBC (Корея), SKF (Швеция), Gewinde (Швейцария).

Японские, немецкие и шведские производители предлагают высокотехнологичные ШВП для широкого спектра задач, включая стандартизированные и заменяемые ШВП, высокоскоростные, для больших нагрузок, специальной конструкции с твердыми покрытиями и т.д. Однако стоимость таких изделий, как правило, в 2-2,5 раза превышает цены на российские аналоги.

Среди российских производителей ШВП можно выделить такие компании, как «Техникс», «Точмаш» (г. Санкт-Петербург), «Технический центр Н» (г. Ярославль), «Инмаш» (г. Стерлитамак) и ПКФ «Станкосервис» (г. Рязань).

Важно понимать, что стоимость ШВП зависит от многих факторов, включая область применения, длину винта, класс точности, качество высокоуглеродистой стали, способ деформации и обработки канавок, вид фланца, диаметр шариков и другие характеристики.

Для повышения долговечности ШВП обычно применяют типовые защиты от попадания пыли, опилок и агрессивных веществ на винт, такие как войлочные и резиновые уплотнители, гофрочехлы и сильфонные защиты ходового винта.

При изготовлении ШВП по чертежам цена определяется по себестоимости производства на 1 мм винта. Поэтому при заказе у некоторых китайских компаний, например, может быть низкая цена, но это грозит экономией на всем подряд, включая количестве металла, качестве резьбы и шлифовки, толщине уплотнителей и других параметрах. Российские ШВП стоят в два раза дороже китайских, но при этом стоят в два раза дешевле европейских аналогов. Кроме того, возможность прямого контакта с производителем и поэтапного контроля при изготовлении делает отечественное производство привлекательным для заказчика.

При заказе ШВП важно не запутаться в маркировке. Хотя различные бренды используют разные обозначения, принцип их составления одинаков. Например, завод «Микрон» использует кодировку по схеме ОМВ 00 iAk-DxPRn-LxI-00-P3. Здесь ОМВ 00 обозначает тип гайки, i обозначает число рабочих контуров (1-6), A обозначает тип фланца, k обозначает расположение отверстий, D обозначает диаметр резьбы, P обозначает шаг резьбы, R обозначает направление резьбы (R - правое, L - левое), n обозначает число заходов резьбы (1-3), L обозначает длину винта, I обозначает длину резьбы, 00 обозначает тип левой и правой присоединительных поверхностей винтов, а Р3 обозначает класс кинематической точности резьбы по ISO 3408.

В данной статье рассматривается стоимость шарико-винтовых передач (ШВП), как стандартных, так и на заказ.

Цены на катанные и шлифованные передачи, как показывает опыт, зависят от их сложности изготовления. Многие производители указывают цену на катанную ШВП в своих каталогах, не уточняя метод ее обработки. В случае покупки ШВП для высокоточного станка, следует обратить на это внимание.

Представляем диапазон цен на стандартные и специальные ШВП на начало июня 2020 года:

1. 1П756ДФ3.18.000 (Россия), катанная, общая длина 1930 мм, длина резьбы 1020 мм - от 80 тысяч рублей;
2. 1П756ДФ3.55.000 (Россия), катанная, для токарных станков, общая длина 885 мм, длина резьбы 674 мм - 90-100 тысяч рублей;
3. СМ2116-311 СБ (Россия) для станков с ЧПУ, точность 20 мкм - 90-105 тысяч рублей;
4. 6Р13Ф3-00.001 (Россия) для консольно-фрезерных станков, класс П3, общая длина 1596 мм, длина резьбы 1204 мм - 130-150 тысяч рублей;
5. SFU-R3210 TECHNIX (Россия), диаметр винта 32 мм - от 69 рублей/см (в среднем 80-100 тысяч рублей за винт длиной от 1000 см);
6. SFU-R2505 TECHNIX (Россия), диаметр винта 25 мм - от 33 рублей/см (30-45 тысяч рублей винт длиной от 1000 см);
7. ШВП CNC (Китай) из серии SFU для станков с ЧПУ, длина винта 605 мм - 3-4 тысячи рублей, 800 мм - 4-5 тысяч рублей;
8. ШВП Tbi OFUR2505T4-DGC5-500-P2 (Тайвань) с натягом, класс С5, длина 500 мм - 20-25 тысяч рублей;
9. ШВП Tbi OFUR2505T4-DGC5-860-P2 (Тайвань) с натягом, класс С5, длина 800 мм - 28-32 тысячи рублей;
10. ШВП Hiwin 1R25-10T3-FSI-1500-0.05 (Тайвань) с зазором, класс С7, длина 1500 мм - 18-22 тысячи рублей;
11. ШВП Hiwin R20-05T3-FSI (Тайвань) с зазором, класс С7, длина 400 мм - 8-10 тысяч рублей.

Качество ШВП оказывает влияние на точность перемещения, что является особенно важным при использовании стационарных станков и систем со следящим управлением и позиционированием. Изготовление специальных прецизионных передач требует ответственного подхода. Рекомендуется не экономить на точности и эффективности производства, но и избегать переплаты за нетиповые изделия.

Отметим, что материал не является публичной офертой, а информация о ценах действительна на июнь 2020 года и приведена лишь для ознакомления.

Фото: freepik.com