Для создания станков с программным числовым управлением необходимо использовать шарико-винтовые пары. Они отличаются не только внешним видом, но и конструкцией. Для выбора определенной модели следует заранее ознакомиться со строением и комплектующими ШВП.
Назначение шарико-винтовых пар
Все виды ШВП для станков с ЧПУ предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное. Конструктивно состоят из корпуса и ходового винта. Отличаются друг от друга размерами и техническими характеристиками.
Основным требованием является минимизация трения во время работы. Для этого поверхность комплектующих проходит процесс тщательной шлифовки. В результате этого во время движения ходового винта не происходит резких скачков его положения относительно корпуса с подшипниками.
Дополнительно для достижения плавного хода применяется не трение скольжение относительно штифта и корпуса, а качение. Для получения этого эффекта применяется принцип шариковых подшипников. Подобная схема увеличивает перегрузочные характеристики ШВП для станков с ЧПУ, значительно повышает КПД.
Основные компоненты шарико-винтовой передачи:
- ходовой винт. Предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное. На его поверхности формируется резьба, основная характеристика — ее шаг;
- корпус. Во время движения ходового винта происходит смещение. На корпус могут устанавливаться различные компоненты станка: фрезы, сверла и т.д.;
- шарики и вкладыши. Необходимы для плавного хода корпуса относительно оси ходового винта.
Несмотря на все преимущества подобной конструкции шарико-винтовые передачи для ЧПУ применяются только для средних и малых станков. Это связано с возможностью прогиба винта при расположении корпуса в его средней части. В настоящее время максимально допустимая длина составляет 1,5 м.
Аналогичными свойствами обладает передача винт-гайка. Однако это схема характеризуется быстрым износом комплектующих из-за их постоянного трения между собой.
Области применения ШВП
Относительная простота конструкции и возможность изготовления шарико-винтовой передачи с различными характеристиками расширяет область его применения. В стоящее время шарико-винтовые пары являются неотъемлемыми компонентами самодельных фрезерных станков с числовым программным управлением. Ну на этом область применения не ограничивается.
Благодаря своей универсальности ШВП могут устанавливаться не только в станках с ЧПУ. Плавный ход и практические нулевое трение делают их незаменимыми компонентами в точных измерительных приборах, установок медицинского назначения, в машиностроении. Нередко для комплектации самодельного оборудования берут запчасти от этих приборов.
Это стало возможным благодаря следующим свойствам:
- минимизация потерь на трение;
- высокий коэффициент нагрузочной способности при небольших габаритах конструкции;
- низкая инертность. Движение корпуса происходит одновременно с вращением винта;
- отсутствие шума и плавный ход.
Однако следует учитывать и недостатки ШВП для оборудования ЧПУ. Прежде всего к ним относятся сложная конструкция корпуса. Даже при незначительном повреждении одного из компонентов шарико-винтовая передача не сможет выполнять свои функции. Также накладываются ограничения на скорость вращения винта. Превышение этого параметра может привести к появлению вибрации.
Для уменьшения осевого зазора сборка выполняется с натягом. Для этого могут устанавливаться шарики увеличенного диаметра или две гайки с осевым смещением.
Характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ
Для выбора оптимальной модели шарико-винтовой передачи для станков с числовым программным управлением следует ознакомиться с техническими характеристиками. В дальнейшем они повлияют на эксплуатационные качества оборудования и время его безремонтной эксплуатации.
Основным параметром ШВП для станков с ЧПУ является класс точности. Он определяет степень погрешности положения подвижной системы согласно расчетным характеристикам. Класс точности может быть от С0 до С10. Погрешность перемещения должна даваться производителем, указывается в техническом паспорте изделия.
| Класс точности | С0 | С1 | С2 | С3 | С5 | С7 | С10 |
| Погрешность на 300 мкм | 3,5 | 5 | 7 | 8 | 18 | 50 | 120 |
| Погрешность на один оборот винта | 2,5 | 4 | 5 | 6 | 8 |
Кроме этого при выборе нужно учитывать следующие параметры:
- отношение максимальной и необходимой скорости мотора;
- общая длина резьбы ходового винта;
- средние показатели нагрузки на всю конструкцию;
- значение осевой нагрузки — преднатяг;
- геометрические размеры — диаметр винта и гайки;
- параметры электродвигателя — крутящий момент, мощность и другие характеристики.
Эти данные должны быть предварительно рассчитаны. Следует помнить, что фактические характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ не могут отличаться от расчетных. В противном случае это приведет к неправильной работе станка.
Количество оборотов шариков за один круг определит степень передачи крутящего момента от вала корпусу. Этот параметр зависит от диаметра шариков, их количества и сечения вала.
Установка ШВП на станок с ЧПУ
После выбора оптимальной модели необходимо продумать схему установки ШВП на станок с ЧПУ. Для этого предварительно составляется чертеж конструкции, закупаются или изготавливаются другие компоненты.
Во время выполнения работы следует учитывать не только технические характеристики шарико-винтовой передачи. Основное ее предназначение — движение элементов станка по определенной оси. Поэтому следует заранее продумать крепление блока обработки к корпусу ШВП для станков с ЧПУ. Необходимо сверить размеры посадочных отверстий, их расположение на корпусе. Следует помнить, что любая механическая обработка шарико-винтовой передачи может повлечь за собой негативные изменения ее характеристик.
Порядок установки в корпус станка с ЧПУ.
- Определение оптимальных технических характеристик.
- Измерение длины вала.
- Создание схемы сопряжения монтажной части вала с ротором двигателя.
- Установка передачи на корпус станка.
- Проверка работоспособность узла.
- Подключение всех основных компонентов.
После этого можно выполнить первый пробный запуск оборудования. В процессе работы не должно возникать колебания и вибрации. В случае их появления выполнять дополнительную калибровку компонентов.
При поломке ШВП во время эксплуатации станка с ЧПУ ремонт передача можно сделать самостоятельно. Для этого можно заказать специальный комплект. С особенностями проведения восстановительных работ можно знакомиться в видеоматериале:
Лекция 21 ПЕРЕДАЧИ ВИНТ-ГАЙКА КАЧЕНИЯ
План лекции
1. Общие сведения.
2. Устройство и принцип работы шариковинтовых передач.
3. ШВП с предварительным натягом.
4. Расчет шариковинтовой передачи.
1. Общие сведения
Передача винт–гайка качения – винтовая пара с промежуточными телами качения: шариками или роликами. Наиболее широко применяют шариковые винтовые передачи (ШВП).
В шариковых винтовых передачах на винте и в гайке выполнены винтовые канавки (резьба) криволинейного профиля, служащие дорожками качения для шариков, размещенных между витками винта и гайки.
Достоинства шариковинтовой передачи: малые потери на трение, высокая несущая способность при малых габаритах, возможность реализации равномерного поступательного перемещения с высокой точностью, высокое быстродействие, значительный ресурс. ШВП могут быть легко приспособлены для работы с электрическими, гидравлическими и другими приводами.
К недостаткам можно отнести сложность конструкции гайки, необходимость высокой точности изготовления и хорошей защиты передачи от загрязнений.
Применение. Шариковинтовые передачи применяют в исполнительных механизмах, в следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника, атомная энергетика и др.). Перспективным считается создание и использование мехатронных узлов перемещения, включающих в свою структуру помимо передачи винт-гайка качения также приводной электродвигатель и элементы управления.
Резьбы , применяемые в ШВП, изготовляют с криволинейным профи-
лем: полукруглым (рис. 21.1, а ) и «стрельчатая арка » (рис. 21. 1, б ). Наи-
большее распространение получила резьба с полукруглым профилем, позволяющая создавать конструкции ШВП с регулируемым натягом.
d а)
D w R
2. Устройство и принцип работы шариковинтовых передач
При вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и, выкатываясь из резьбы, че-
рез перепускной канал (канал возврата) возвращаются в исходное положе-
ние. Таким образом, перемещение шариков происходит по замкнутой внутри гайки траектории. Наиболее распространена конструкция ШВП, в которой
канал возврата соединяет два соседних витка (рис. 21.2). Число i в ра-
бочих витков в гайке от 1 до 6.
В станкостроении применяют трехвитковые гайки (i в = 3). Перепускной канал выполняют в специальном вкладыше 1 (рис. 21.2), который вставляют в овальное окно гайки. В трехвитковой гайке предусматривают три вкладыша, расположенные под углом 120° один к другому и смещенные по длине гайки на один шаг резьбы по отношению друг к другу. Таким образом, шарики в гайке разделены на три (по числу рабочих витков) независимых группы. При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте путь равный длине одного витка, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша, переваливают через выступ резьбы и возвращаются обратно в исходное положение на тот же виток гайки. Конструктивно ШВП с вкладышами имеют минимальные радиальные размеры, в них отсутствуют детали
типа отражателей, а канал возврата имеет минимальную длину, что облегчает проталкивание шариков. Однако такая конструкция неприменима для передач с многозаходной резьбой.
Гайки с большим числом i в витков применяют в тяжелонагруженных передачах крупных станков.
Основные характеристики ШВП. Стандартизованы шарико-
винтовые передачи, применяемые для комплектации металло- и деревообрабатывающих станков, промышленных роботов, кузнечно– прессового оборудования.
Грузоподъемность. В каталоге приведены значения базовых I статической осевой С оа и динамической осевой С а грузоподъемностей шариковинтовых передач с трехвитковыми гайками.
Базовая статическая грузоподъемность Соа – статическая центральная осевая нагрузка в Н, которая соответствует расчетному контактному напряжению в зоне контакта шарика и дорожки качения, равному 3 000 МПа. Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.
Базовая динамическая осевая грузоподъемность Са – постоянная цен-
тральная осевая нагрузка в Н, которую шариковинтовая передача теоретически может воспринимать при базовом расчетном ресурсе, составляющем один миллион оборотов винта и соответствующем 90%-ной надежности передачи.
В общем случае необходимая точность изготовления элементов пере-
дачи – винта, гайки, шариков – обусловлена требуемыми с точностью перемещения ведомого звена, плавностью движения, постоянством натяга, постоянством движущего момента и др.
Кинематическую точность ШВП характеризуют кинематической погрешностью винтовой пары – разностью между действительным и номинальным осевыми перемещениями одной из сопряженных деталей винтовой пары в их относительном движении. В соответствии с допускаемыми значениями кинематической погрешности установлены 10 классов точности ШВП.
Радиальный зазор между винтом и гайкой до создания предварительного натяга регламентирован для стандартизованных ШВП с полукруглым профилем. Радиальный зазор измеряют при смещении в радиальном направлении собранной гайки под действием силы, превышающей силу тяжести гайки в 1,5 – 2 раза.
Осевая жесткость – отношение осевой силы, приложенной к гаечной группе, к осевому перемещению ее корпуса относительно винта при условии, что винт не проворачивается.
Момент холостого хода замеряют в контролируемой передаче, установленной в центрах стенда, при вращении винта с частотой 100 мин -1 .
Числовые значения основных характеристик регламентированы отраслевыми стандартами.
Материалы винта, гайки и тел качения должны обеспечить твердость рабочих поверхностей не ниже 61HRC. Винты изготовляют из сталей: марки ХВГ с объемной закалкой, марки 8ХВ с закалкой при индукционном нагреве, марки 20ХЗМВФ с азотированием. Для гаек применяют стали марок ШХ15, ХВГ с объемной закалкой и цементуемые стали марок 18ХГТ, 12ХНЗА. Шарики изготовляют из хромистых сталей марок ШХ15, ШХ20СГ.
Полость гайки при сборке заполняют пластичным смазочным материалом марок ЦИАТИМ–01 или ЦИАТИМ–203.
ШВП в зависимости от условий работы и предъявляемых к ним требо-
ваний подразделяют на передачи с зазором и передачи с натягом. Во первых осевой зазор всегда выбирается в одну сторону вследствие действия осевой силы: силы тяжести груза, силы сопротивления перемещаемого узла и т. п. Во вторых зазор устраняют при сборке предварительным нагружением элементов передачи осевой силой, обеспечивающей необходимую осевую жесткость.
3. ШВП с предварительным натягом
С целью устранения осевого зазора в сопряжении винт–гайка и повышения тем самым осевой жесткости и точности перемещения I Ц1ВП собирают с предварительным натягом. Созданием предварительного натяга не только устраняют зазоры, но и усредняют периодические ошибки шага винта, стабилизируют положение оси гайки относительно оси винта. Конструктивно натяг осуществляют: для профиля «стрельчатая арка» – подбором шариков несколько большего диаметра; для полукруглого профиля – установкой двух гаек, размещенных в одном корпусе, с последующим относительным их осевым смещением. Конструкция с двумя гайками обеспечивает возможность регулирования натяга. Относительное смещение гаек осуществляют установкой прокладок между ними или их относительным угловым поворотом.
Рассмотрим пример конструкции ШВП с регулированием натяга относительным поворотом гаек (рис. 21.3). Соединение гаек с корпусом выполнено зубчатыми муфтами 7 и 2, у которых наружные зубья нарезаны на флан-
цах гаек, а внутренние – в корпусе. Числа зубьев z 1 и z 2 муфт отличаются на единицу, что позволяет поворачивать гайки одну относительно другой на малый угол, осуществляя осевое смещение на очень малую величину.
Поворот гаек выполняют вне винта на специальной оправке – трубе с
наружным диаметром, равным внутреннему диаметру d 3 резьбы винта по впадинам, после чего гайки вместе с корпусом навинчивают на винт.
Если число зубьев на фланце одной из гаек z 1, а на фланце другой (z 1 +1), то поворот обеих гаек в одну сторону на k зубьев приводит при шаге Р к их осевому смещению Рk /.
Например, при z 1 = 92, Р =10 мм и k =1 имеем ∆ =1,2 мкм.
Основные геометрические соотношения
Основные геометрические параметры шариковинтовой передачи
(рис. 21.1, 21.4): d 0 – номинальный диаметр резьбы; Р – шаг резьбы α – угол контакта (α = 45°); z - число заходов резьбы (обычно z = 1).
Основные параметры полу, круглого профиля резьбы (размеры в
Диаметр шарика: D w 0,6P |
|||
Внутренний диаметр резьбы винта: |
d 3 d 0 1,012D w |
||
Наружный диаметр резьбы винта: |
d = d0 - 0,35Dw ; |
||
Радиус шарика: |
R w = D w / 2; |
||
Радиус профиля резьбы: |
R np = (1, 03 – 1, 05)R w ; |
||
Смещение центра радиуса профиля: |
С = (R np – R w )sin α ; |
||
Диаметр качения по профилю винта: |
d кв |
D w cosα ; |
|
Диаметр качения по профилю |
|||
d кг |
D w cosα ; |
||
Угол подъема резьбы на |
ψ arctg Рz /(πd кв ) |
||
диаметре d к в , °: |
|||
R пр
R пр |
||
45о |
кв 0 |
|
Ось винта |
||
Число рабочих шариков в одном витке с каналом возврата во вкладыше
z раб z ш z в ,
где z в – число шариков в канале возврата, z в = 3PID w .
Расчетное число шариков в одном витке гайки с учетом неодинакового их нагружения вследствие погрешностей изготовления элементов передачи и неравномерности распределения нагрузки между витками
z p = 0,7z pa6 = 0,7(z ш - 3Р/D w ) |
Коэффициент трения качения
Трением качения называют сопротивление, возникающее при перека-
тывании одного тела по другому. Комплекс явлений, вызывающих трение качения, достаточно сложен. В технических расчетах применяют в основном данные экспериментальных исследований. Опыты показывают, что сопротивление перекатыванию зависит от упругих свойств материалов, шероховатостей и кривизны соприкасающихся поверхностей, значения прижимающей силы. На преодоление сопротивлений при перекатывании тел затрачивается работа, обусловливаемая в основном деформированием сопряженных поверхностей.
При перекатывании, например цилиндра по плоскости, можно выделить два участка площадки контакта (рис. 21.5). Участок С 2 находится в зоне нарастающих деформаций (в зоне нагрузки), участок С 1 – в зоне исчезающих деформаций (в зоне разгрузки). Наличие внутреннего трения в материале приводит к необратимым потерям энергии – упругому гистерезису. Это явление называют несовершенной упругостью , поэтому распределение напряжений по всей площадке контакта несимметрично максимуму и смещено в сторону Движения на величину f k (рис. 21.6), которую называют плечом силы трения качения или коэффициентом трения качения и измеряют в миллиметрах. Таким образом, при качении необходимо преодолеть некоторый момент – момент трения качения.
F тр |
|
F тр |
Шариковинтовые передачи работают в условиях трения качения, реализуемого при взаимодействии резьб винта и гайки через тела качения – шарики. Рассмотрим качение шарика, находящегося между двумя плоскостями и нагруженного силами F n (рис. 21.7).
Движение одной из плоскостей со скоростью v вызывает качение шарика: перемещение центра шарика со скоростью v /2 и вращения относительно центра с угловой скоростью ω = v/ (2R w ). Для качения нагруженного шарика по сопряженным плоскостям необходимо преодолеть момент сопротивления качению, обусловленный силами трения F w в контакте. По общему
определению сила трения есть произведем нормальной к поверхности силы F n на коэффициент трения f или на тангенс угла трения р : F тр F n f F n tgρ .
Из условия равновесия шарика под воздействием внешних моментов следует:
2 Frp Rw =2 Fn fк .
Отсюда (см. также рис. 21.6)
f к R w F тр / F n R w tgρ |
||
F тр |
||
F тр |
||
Момент сопротивления качению шарика в рассматриваемых условиях
Т ш 2 F тр R w 2 F n f к 2 F n R w tgρ F n D w tgρ .
Для шариковинтовой передачи с числом i в витков и расчетным числом z p шариков в каждом витке момент сопротивления вращению может быть вычислен по зависимости
Т iв zр Fn Dw tgρ ,
где ρ arctg(f к / R w ) обычно принимают f к = 0,010– 0,012 мм.
Силу F n , действующую по нормали к площадке контакта, определяют расчетом, а угол трения ρ принимают по приведенным выше (рекомендациям или по результатам специально выполненного эксперимента.
Момент сопротивления вращению является основной величиной. характеризующей потери на трение в шариковинтовой передаче.
Силовое взаимодействие в ШВП и расчет потерь на трение
Передача с зазором. Рассмотрим случай нагружения винта вращающим моментом Т и осевой силой F a сопротивления перемещению гайки (рис. 21.8). Силовое взаимодействие между шариком и винтом происходит в т. K
на винтовой линии, обозначенной штрихами. На основном виде (т.е. в плоскости, параллельной оси винта, рис. 21.8, а ) показаны вектор силы трения F ТР , направленный по касательной к окружности качения диаметром d кв , и проекция F n sinα вектора нормальной к площадке контакта силы F n , перпендикулярная винтовой линии. Вектор силы F n показан в плоскости А-А , перпендикулярной винтовой линии рис. 21.8, б.
При этом плоскость качения совпадает с плоскостью Б-Б.
Силовое взаимодействие в точке контакта K удобно представить в виде параллелепипеда, построенного на векторах сил (рис. 21.9).
F тр |
||
Исходными для рассмотрения являются нормальная сила F
Ось винта Полная реакция R
n
(KC
) точке контакта равна геометрической сумме векторов сил F
n
(KD)
и F
тр
(KB
).
Вектор силы R
n
также расположен в плоскости качения KBCD.
В плоскости KBEF,
параллельной оси винта, отклонения вектора результирующей силы R
(KE
) от плоскости KFDC
перпендикулярной винтовой линии, составляет угол ρ
KÂ
/ ÊF F
òð
/(F
n
sinα) tgρ
Выразив силу трения F
тр
из (21.3) и подставив в (21.4), получим tg
ρ F
n
tgρgρ/n
sinα) tg
ρ / sin α Обычно величину ρ
называют приведенным углом трения
ρ
= arctg(tg ρ /sina). Тогда для результирующей R
(KE
) сил взаимодействия в плоскости KBEF,
параллельной оси винта, можно записать R
=
F
n
sinα / cosρ . С
другой стороны, результирующая сила
R(KE)
(рис. 21.8, 21.9) может быть представлена в виде проекций F
o
и F
t
соответственно в правлении оси винта и в перпендикулярном оси винта направлении (рис. 21.10) F
0
R
cos(ψ ρ) F
n
sin cos(ψ ρ)/cosρ , F
t
R
sin(ψ ρ) F
n
sin sin(ψ ρ)/cosρ . Сумма сил F
0
на всех шариках должна уравновесить внешнюю осевую силу F
a
,
а сумма произведений сил F
t
, на плечо d
кв
/2 –
вращающий момент Т
F
a
i
в
z
р
F
n
sinα cos(ψ ρ1
) / cosρ ,
T i
в
z
р
F
1
d
кв
/ 2 i
в
z
р
F
n
sinαsin(ψ ρ1
)d
кв
/(2cosρ) .
Обзор на специфический товар: комплекта ШВП типа SFU1605-1000 в качестве элементов передач ЧПУ станка.
В обзоре будет краткая информация о том, что такое ШВП и как ее применять
Собственно говоря, при попытке рассчитать и построить любительский ЧПУ станок (фрезер) своими силами столкнулся с тем, что у нас либо дорогие комплектующие для станков, либо не совсем то, что нужно. А конкретно, была проблема с приобретением ходового винта или ШВП в качестве элементов передачи по осям станка.
Существуют следующие типы передач для ЧПУ:
- ременные применяются вместе с шестернями в основном для лазеров, так как у лазера легкая «головка»
- зубчатые . Это прямозубые или косозубые зубчатые рейки и шестерни для перемещения по ним
- ходовые винты бывают типа Т8 (в основном используются в 3Д принтерах и других малогабаритных станках), типа TRR, например TRR12-3 с POM-гайкой (пластиковой).
- шарико-винтовые передачи - это винт и гайка к нему. В гайке есть специальные подшипники, которые перемещаются по каналу внутри гайки.
Как правило, выбирают с учетом нагруженности (масса передвигаемого портала/оси) и влиянию люфта. В ШВП люфт меньше за счет подшипников, они считаются точнее и предпочтительнее, но при этом достаточно дороги для самоделок.
Цитата с
Винтовая передача - механическая передача, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот. В общем случае она состоит из винта и гайки....один из основных типов: шариковинтовая передача качения (ШВП).
Шарико-винтовая передача (далее ШВП) - это более надежный аналог ходового винта, но вместо латунной гайки (или пластиковой как для винтов типа TRR-12-3, как у меня на старом проекте) предназначена специальная гайка с шариками, которые входят в зацепление с винтом ШВП, выбирают весь люфт и одновременно снижают трение. Для самостоятельной сборки станка ЧПУ или 3Д принтера на ШВП потребуется винт ШВП, гайка к нему, муфта крепления к двигателю и подвесные подшипники.
Вот небольшой рендер из интернета. Хорошо видно, как шарики распределены по винту. Аналогично Т8, винт ШВП имеет резьбу в несколько заходов.
Для станка ЧПУ нужно было для оси Y два комплекта ШВП на 1000 мм, и для X оси: 600 мм.
ШВП получил курьерской почтой. Это не дорогой вариант, учитывая вес посылки (около 8 кг).
Упаковка представляет собой длинную узкую коробку, внутри картонной упаковки есть упаковка типа синтетического мешка, очень прочный материал. Аккуратно распаковываем. Внутри всем знакомая bubble-wrap, то есть пупырчатая пленка, которая защищает товар от механических воздействий.
Убираем пленку. В посылке было три комплекта ШВП: винт+гайка, разного размера. Два комплекта предназначены для перемещения портала станка по оси Y, третий короткий комплект для оси X. 
Все комплекты завернуты в ингибиторную зеленую пленку, которая препятствует попаданию влаги. Плюс присутствует изрядное количество смазки на поверхности товара.
В этом комплекте я доплачивал за оконцовку одного комплекта на 600 мм (так вышло дешевле). Оконцовку (machined) заказывал отдельно у этого же продавца (у него есть такая услуга в каталоге), стоило по 1 баксу за каждый конец винта. Хороший вариант для тех, кто берет винты в конкретный размер.
Вот что представляет собой «оконцовка». Это обтачивание винта 16.05 мм до диаметра 12 мм для установки в подвесной подшипник, далее резьбовая часть для фиксации винта, затем обтачивание до 10мм для зажимания конца в эластичную муфту двигателя
Посылка дошла в целости и сохранности, курьерская доставка это не почта России. Прикладывал линейку в разных местах, чтобы найти искривление. Не нашел, ШВП ровные. Остальное покажет установка и использование.
Фото резьбовой части винтов
Внешний вид комплектов
И еще. Гайки пришли уже накрученные на винт… Шарики засыпаны внутри, есть смазка. Просите при заказе запасные шарики, хотя бы несколько.
Далее начинаем проверять размеры винтов. Короткий на 600 мм. То есть в эти 600 входит резьбовая часть с обоих сторон. Реальный ход по осям станка получится меньше.
Обратите внимание
, что в лоте размер указан для винта ШВП вместе с резьбой и обточенными концами, то есть рабочий ход по ШВП будет меньше, чем ее длина! А конкретно на 65 мм меньше.
Второй и третий винты ШВП на 1000 мм
Диаметры резьбовой части соответственно 1605
посадочные места под подшипники 10 и 12 мм соответственно.
И с другой стороны под подшипник. Диаметр самой гайки SFU1605 равен 28 мм. 
Если снять с гайки пластиковую заглушку, то можно обслужить ШВП, смазать или поменять шарики. Проверяю, что все в наличии))))
Собственно говоря, можно снять гайку, протереть ее, заново смазать ее, загрузить шарики обратно. Пластиковая крышка крепится потайным винтом под шестигранник 2.5 (его видно вверху).
Для установки ШВП в станок потребуются подвесные подшипники типа BK12+BF12 (прямые) или FK12+FF12 (фланцевые), эластичная муфта 6.35*10mm для подключения к двигателю типа NEMA23 с одной стороны (6.35мм) и к концу ШВП с другой (10 мм).
Внешний вид комплекта оси в сборе: подшипники BK12, BF12, стопорное кольцо, гайка для фиксации винта, держатель гайки SFU1605, муфта для двигателя и сам винт с гайкой.
Размеры ШВП для тех, кто собирается приобрести или проектирует механику станка
И отдельно для SFU1605
Внешний вид гайки SFU1605
Внешний вид подшипников (слева) и подшипников с фланцем (справа). Отличаются способом установки на раму.
Гайка ШВП крепится через специальный корпус-переходник. , алюминиевый
Для монтажа на одну ось (у меня по две на ось для Y стоит) потребуется:
- 1 x винт SFU1605-1000mm;
- 1 x подшипник BK12;
- 1 х подшипник BF12;
- 1 x муфта двигателя 6.35x10mm
- 1 x стопорное кольцо
- 1 x гайка.
Через отверстия на подшипнике крепим на профиль/раму станка. Для подшипников FK12/FF12 все аналогично, только крепить из надо фланцем к отверстию под ШВП. Смысл не меняется.
Теперь немного видео, поясняющего принцип работы ШВП. Обратите внимание на перемещение шариков (по встроенному каналу внутри гайки).
А вот так происходит накатка резьбы на винты ШВП
Обработка концов винта ШВП (то, что я называл «machined»). У нас за такую операцию просят 600....1000р, в Китае $1.
Следующие фотографии дают общее представление о использовании ШВП в конструкции станка ЧПУ.
Вот фото самодельного станка, в котором ШВП зафиксированна неподвижно, а вращается гайка с помощью ременного привода и шестерни
В итоге, ШВП является более дорогим и надежным вариантом передач для станков, подходит для перемещения тяжелых порталов с высокой точностью. В зависимости от веса и конструкции станка можно применять SFU1205, SFU1605/1610, SFU2005/ 2010 или еще более массивную SFU2505/2510.
Обзор понравился
+107
+213
Так как появилось много вопросов после первой публикации, я буду пошагово выкладывать информацию для самостоятельно сборки ЧПУ фрезера
Для начала базовые элементы - подшипниковые опоры для ШВП типа BK12 и BF12
Они необходимы для установки ходового винта ШВП для каждой оси станка
Внешний вид, характеристики, чертежи под катом
Итак, я постепенно получаю заказанные комплектующие для самостоятельно сборки фрезерного ЧПУ станка.
Совсем недавно получил посылку с механикой и ходовой частью.
Ходовая для планируемой конструкции фрезера - это . Для ее крепления потребуются специальные подшипниковые узлы - это опоры BK12 и BF12
Собственно говоря, винт устанавливается обоими концами в опоры, с одного конца опора жестко фиксирует винт (продольно и радиально) и обеспечивает подключение к двигателю через муфту, а с другой стороны опора «плавающая», которая фиксирует винт только радиально и позволяет его «натягивать».
На фото пара таких опор, необходимых для установки одного винта ШВП
Сразу оговорю: блок-опора с фиксированным
концом и установкой со стороны двигателя - это BK12
Второй блок-опора с "плавающим
" концом - это BF12
Как правило продаются комплектами.
Дополнительная информация - типы ходовых и типы опор
Что касается ШВП SFU1605, то существуют различные виды опор: в виде опорного блока, фланца и т.п. 
То есть для установки в виде фланца используются FF12 (плавающий конец) и FK12 (фиксированный конец) опоры
Итак, опора типа BK12 предназначена для жесткой фиксации винта ШВП 1605 (и 1610). В опоре установлены два радиальных подшипника 6001ZZ. В комплекте идет специальная стопорная гайка для преднатяга винта с резьбой М12х1.0.
Опора типа BF 12 предназначена для поддержки второго конца винта ШВП, фиксация обеспецивается только стопорным кольцом.
То есть подшипниковый блок BF12 является «плавающим» опорным блоком. В плавающей опоре установлен радиальный подшипник 6000ZZ.
Внешний вид пары опор
Получил все в одной большой посылке
Внутри было несколько разных комплектов BF12/BK12/FK12/FF12 - брал много всего, для нескольких осей
Вот внешний вид упаковки одного из комплектов опор
Внутри пара опор, в пакетах, в масле. Плюс фурнитура - стопорное кольцо, гайка, В моем комплекте была еще эластичная муфта для подключения вала двигателя. Размер муфты 6.35x10mm
В комплект входит:
1 х опора типа ВК12
1 х опора типа BF12
1 x муфра 6х10
1 x гайка
1 x стопорное кольцо
Итак, все достал, распаковал
Взвешивание и проверка размеров
Масса деталей комплекта, для примерной оценки
Муфта для подключения двигателя. Со стороны двигателя диаметр 6мм (для NEMA23), со стороны ШВП диаметр 10 мм. Естественно, после установки муфта утягивается винтами под шестигранник
Длина муфты 3 см, имейте в виду, когда проектируете рабочий ход оси.
Опора BK12 (фиксирующая). Диаметр под винт 12мм, резьба гайки М12х1.0мм. Расстояние между крепежными отверстиями - 46мм, то есть мне в профиль 30й серии нужно засверливать отверстия
Опора BF12 (плавающая). Диаметр уже 10 мм. Фиксация винта происходит стопорным кольцом из комплекта
Теперь несколько фотографий опор.
Опора BK12 (фиксирующая)
. Можно снять две втулки (разного размера), они свободно вкладываются к подшипникам с обоих сторон, плюс отдельно фиксирующая гайка М12.
С обратной стороны присутствует сальник с крепежной пластиной
Внутри стоит пара радиальных 6001 подшипников (28 мм x 12 мм x 8 мм)
На фото видна маркировка 6001RS
Вот фото опоры со снятым сальником и пластиной
Опора BF12 (плавающая).
Внутри есть один радиальный 6000zz подшипник (26 мм x 10 мм x 8 мм)
Расстояние крепежных отверстий аналогично 46 мм
Конец винта фиксируется стопорным кольцом.
Теперь немного про сборку.
Для начала «плавающий» BF12. Изначально предполагалось наличие сальников, но китайцы хитрее всяких ГОСТов
Опора BF12 устанавливается на раму станка, крепится. затем в нее продевается конец винта (там где диаметр 10 мм). 
Винт крепится стопорным кольцом
Дальше сборка BK12
Предполагается также сборка с сальниками. По факту сальник у нас только один.
Не забываем накрутить на винт гайку, с корпусом сразу. Далее подеваем опору, накручиваем стопорную гайку. Устанавливаем опору на раму станка. Крепим, фиксируем гайку. Этой гайкой можно предварительно натягивать винт.
Не забываем нацепить муфту, которая затем будет приводить винт от двигателя
Итак, вот моя ШВП в сборе с опорами
Теперь про применение.
Из комплектов опор BK12/BF12 собираются оси для перемещения рабочего стола, портала и инструмента фрезерного ЧПУ станка.
Собственно говоря, вот чертеж размещения осей для небольшого фрезера
Ось X крупным планом. Лишнее убрал с чертежа. Хорошо видно винт SFU1605, и две опоры BK12 и BF12
Внешний вид будущего фрезера. Используются три ШВП, профиль типа 6060.
Чертежи дооформлю - выложу в общий доступ.
Для передачи усилия и движения могут применяться самые различные шарико-винтовые передачи . Наибольшее распространение получила шарико-винтовая передача. Она обеспечивает линейное передвижение привода, которое преобразует вращение в поступательное движение. Среди особенностей этого процесса можно отметить крайне малое трение, так как оно приводит к износу материала и существенному снижению КПД, нагреву трущихся элементов. Рассмотрим особенности этого процесса подробнее.
Функциональное предназначение и устройство
Как ранее было отмечено, шарико-винтовая пара применяется для передачи усилия и преобразования вращения в поступательное движение. Устройство характеризуется наличием нескольких элементов:
- Стержень с винтовыми канавками.
- Гайка с подходящей резьбой и размером.
Наибольшее распространение получили варианты исполнения, характеризующиеся резьбой с полукруглым профилем. Шариковые винтовые пары довольно просты в исполнении, что определяет их надежность и длительный срок эксплуатации.
Принцип работы
Винтовая пара характеризуется довольно простой конструкцией, которая работает следующим образом
- На момент вращения гайки шарики перекатываются по созданным каналам.
- Шарики способны поступательно перемещать гайку, выталкивая из резьбы. При этом есть перепускной канал, за счет которого происходит возращение шариков в исходное положение.
- Перемещение шарика происходит по замкнутому контуру, который находится внутри гайки.
- Наибольшее распространение получили варианты исполнения шарико винтовые передач, в которых канал возврата соединяется два соседних витка.
Встречаются самые различные варианты исполнения рассматриваемой конструкции. Они выбираются в зависимости от условий эксплуатации и предназначения. Примером можно назвать то, что в станкостроительстве используется шариковая винтовая передача с трехконтурной гайкой. Для этого создается специальный вкладыш, для которого создается окно овальной формы. Для снижения трения и повышения показателя КПД применяются сразу три вкладыша, размещаемые под углом 120 градусов относительно друг друга.
Быстроходные или скоростные ШВП
Современные станки и иное оборудование характеризуется высокой производительностью и универсальностью в применении. Как правило, усилие создается двигателем, который совершает вращательное движение. Для того чтобы преобразовать вращение в возвратно поступательное движение применяется винтовая передача. Обычное сочетание винта и гайки характеризуется менее высоким КПД, чем новые скоростные конструкции.
Быстроходная шариковая винтовая передача характеризуется следующими особенностями:
- При изготовлении применяется материал, который характеризуется высокой износостойкостью. Слишком сильный износ приводит к потери точности.
- Специальная шарико винтовая передача обеспечивает быстрое перемещение гайки.
Чаще всего скоростные ШВП устанавливаются на станки с ЧПУ. За счет их применения обеспечивается быстрое перемещение исполнительных органов.
Классификация
При изготовлении шарико винтовой передачи могут применяться самые различные технологии. В зависимости от их особенностей выделяют следующие виды конструкций:
- Катанные получаются при применении метода холодной катки. Как правило, подобная технология характеризуется меньшими затратами при ее применении. За счет этого соотношение цены и качества максимально высокое, то точность получаемых изделий низкая.
- Шлифованные – прецизионные изделия, которые после нарезания резьбы и закалки подвергаются шлифованию. За счет этого обеспечивается высокая степень гладкости. Большинство изделий из этой группы характеризуется повышенной точностью. Однако, процесс закалки и шлифования определяет существенное повышение стоимости изделия.
- Провести классификацию также можно по конструктивным особенностям:
- При изготовлении стандартной шарико винтовой пары применяются стандарты DIN .
- Прецизионные получают путем применения технологии шлифования. Конструкция может состоять из одной или двух гаек, которые предварительно натягивают.
- Есть варианты исполнения, полученные шлифованием, с сепаратором. Подобная конструкция характеризуется наличием конструкции, за счет которой обеспечивается возврат шариков в начальное положение.
- Шарико винтовая передача с вращающейся гайкой имеет встроенный подшипник, который обеспечивает точное перемещение подвижного элемента.
- В рассматриваемую категорию также включается шлицевой вал с втулками шарикового типа. Подобная шарико винтовая конструкция характеризуется компактностью и простотой монтажа.
- Вариант исполнения консольного типа. Применяется в случае, когда требуется компактная передача.
Подобная классификация учитывается при выборе требуемой конструкции.
При выборе шарико-винтовой передачи учитываются ее основные характеристики. Как правило, они следующие:
- Протяженность стержня. Характеристики ШВП для оборудования с ЧПУ характеризуются максимальной длиной около 2-х метров. Это связано с тем, что слишком длинное изделие может деформироваться при точечном воздействии.
- Линейное скоростное передвижение – основной показатель, который стоит учитывать.
- Диаметр и шаг винта также можно назвать важными показателями. Именно они определяют то, какая нагрузка может оказываться.
- Точность изделия, которая варьирует в пределе от С1 до С10.
Можно встретить также табличную информацию, которая применяется для определения основных характеристик.
Установка передачи
Выбор ШВП можно провести в процессе разбора конструкции и эскизного проектирования. Перед установкой винтореечной шариковой передачи проводится расчет:
- Величины хода стола.
- Необходимое усилие, которое должно быть на винте.
- Выбирается наиболее подходящая длина винта.
- Точность определяет, нужно ли проводить установку шарико винтовой передачи, полученного путем шлифования или холодного проката.
- Определяются конструктивные особенности гайки: возврат шариков в исходное положение, нужен ли подшипник, какой должна быть гайка. Примером можно назвать то, что конструкция с одинарной гайкой обходится намного дешевле, но вариант исполнения с двойной более износостойкий.
- Уточняется, должен ли надежно фиксироваться свободный конец.
- Определяется то, как шарико винтовая передача соединяется с корпусом.
После выбора подходящего варианта исполнения шарико-винтовой передачи проводится ее установка. Крепление может проводится при применении винтов и заклепок или путем сварки.
Область применения
Основные характеристики определяют широкое распространение ШВП. Примером можно различные узлы автомобилей и станки. Более наглядным применением ШВП можно назвать нижеприведенные случаи:
- Изготовление привода станков ЧПУ. Современные варианты исполнения обладают несколькими линейными приводами. Примером можно назвать случай, когда станок Tornos имеет 14 управляемых осей.
- КАМАЗ и некоторые другие автопроизводители применяют подобную рейку при изготовлении рулевого механизма. За счет этого упрощается процесс изменения положения тяжелых колес, которые отягощены грязью.
- При производстве принтера и другого типографического оборудования устанавливается подобная рейка.
Как ранее было отмечено, в качестве основного источника усилия устанавливается двигатель. Вращение преобразуется рейкой в возвратно-поступательное движение, которое весьма распространено.
Преимущества ШВП перед остальными видами передач
Преимуществ у ШВП довольно много. Подобная конструкция характеризуется следующими достоинствами:
- Низкий коэффициент трения, который достигается за счет применения шариков.
- Более высокое значение КПД. Если сравнивать другие аналоги, которые могут передавать поступательное движение, то они существенно уступают. У многих вариантов исполнения ШВП имеет показатель КПД на уровне 90%.
- Скольжение отсутствует по причине применения канавок с шариками. За счет этого также существенно повышается длительность эксплуатации.
- Простота обслуживания и ремонта. При необходимости можно быстро добавить масло в зону хода винта. Смазывающее вещество равномерно распределяется по поверхности, за счет чего повышается эксплуатационный срок.
- Высокая скорость перемещения, которую можно достигнуть за счет использования специальных вариантов исполнения ШВП.
- Сниженное требование к приводу по показателю мощности. Это связано с низким сопротивлением хода винта.
Однако есть и несколько существенных недостатков, которые должны учитываться при выборе привода. Примером можно назвать высокую вероятность обратного хода при установке винта под большим углом или вертикально. Этот недостаток связан с тем, что трение минимальное.
Рассматриваемую шарико-винтовую передачу не рекомендуется использовать при создании ручных подач. Кроме этого, негативным фактором можно назвать высокую стоимость изделия, так как оно состоит из нескольких точных элементов. Для обеспечения низкой степени износа поверхность подвергается закалке, за счет чего стоимость изделия также повышается.