La transmisión por tornillo pertenece a la categoría de mecánica. El objetivo principal de esta operación es convertir el movimiento de rotación en traslación o viceversa. Este tipo de transmisión consta de solo dos elementos: un tornillo y una tuerca.
Descripción del dispositivo
Como ya se mencionó, el mecanismo de accionamiento por tornillo se usa para convertir el movimiento. Los ejemplos más comunes del uso de este sistema fueron dispositivos tales como gatos, prensas, máquinas para cortar metales, trenes de laminación, equipos de elevación, etc. También vale la pena señalar que todos estos son ejemplos de conversión de movimiento de rotación en traslación. Pero para el procedimiento inverso, este dispositivo se usa muy raramente. Por ejemplo, el mecanismo para mover la película de una cámara funciona según el principio inverso de la conversión de movimiento.
Hay varias ventajas de este sistema: operación silenciosa, acoplamiento suave, diseño simple, se puede obtener una gran fuerza.
Sin embargo, también hay una serie de desventajas: muy a menudo las palancas de engranajes helicoidales y su eficiencia, es decir, la eficiencia, es baja.
Dispositivo yespecie
Actualmente, hay dos unidades principales del sistema. Su primer tipo contiene una tuerca fija y un tornillo móvil, y el segundo tipo, por el contrario, tiene una tuerca móvil y un tornillo fijo. La primera categoría de dispositivos incluye un gato de tornillo, y el segundo grupo se usa, por ejemplo, en los tornillos de avance de máquinas herramienta y otros dispositivos.
También hay varios tipos de engranajes de tornillo:
- Sistema deslizante.
- Sistema de rodadura caracterizado porque la tuerca tiene ranuras en las que se colocan las bolas.
- Engranajes de rodillos planetarios, que se consideran bastante prometedores, ya que se distinguen por su alta precisión y rigidez.
- Tipo de onda de transmisión, se distingue por movimientos de traslación bastante pequeños.
- Transmisión de tornillo hidrostático con baja fricción, bajo desgaste y bastante alta precisión.
Tallado y cálculo
Además hay varios tipos de sistema, también hay varios tipos de roscas para tuerca y tornillo. Si es necesario asegurar la menor fricción entre las partes, se usa una vista rectangular. Sin embargo, es muy importante señalar aquí que la capacidad de fabricación de este tipo de conexión es bastante baja. En otras palabras, es imposible cortar una rosca de este tipo en una fresadora de roscas. Si comparamos la resistencia de los hilos rectangulares y trapezoidales, el primero pierde significativamente. Debido a esto, la distribución y el uso de roscas rectangulares en unidades de tornillo está severamente limitada.
Por estas razones, el tipo principal que se utiliza para el dispositivo de tornillos de transmisión se ha convertido en rosca trapezoidal. Ese tipo tiene tres tipos de paso: pequeño, mediano, grande. El más popular es el sistema de tono medio.
El cálculo de la transmisión por tornillo se reduce al cálculo de la relación de transmisión. La fórmula se ve así: U=C/L=pd/pK. C es la circunferencia, L es el avance del tornillo, p es el paso del tornillo, K es el número de vueltas del tornillo.
Husillo de bolas (BSC)
Husillo de bolas: esta es una de las variedades de accionamiento lineal, que también sirve para convertir el movimiento de rotación en traslación. Sin embargo, aquí hay una diferencia, y es que este tipo de sistema se caracteriza por tener muy poca fricción.
La función del tornillo en este tipo de sistemas la realiza el eje, que suele ser de acero muy resistente. En su superficie, este dispositivo cuenta con cintas de correr con una forma específica. Es un dispositivo de este tipo que puede interactuar con la tuerca. Sin embargo, su trabajo no se realiza directamente, como ocurre en un tornillo sin fin convencional, sino a través de pequeñas bolas. Utiliza el principio de fricción por rodadura.
Este principio de interacción proporciona un coeficiente de rendimiento (COP) muy alto, así como características de alta sobrecarga.
Aplicación y desarrollo de husillos de bolas
El husillo de bolas se usa con mayor frecuencia en la industria, como la fabricación de aviones, en la ciencia espacial para mover timonessuperficies en vehículos. La gama más amplia de uso de un sistema de este tipo se puede observar en la ingeniería de precisión, en particular, en máquinas CNC.
La historia de este tornillo es bastante inusual, ya que el primer tornillo de bolas más preciso se obtuvo utilizando un tornillo convencional de baja precisión. El dispositivo tenía el siguiente aspecto: una pequeña estructura de varias tuercas, tensadas por un resorte, se montaba en el tornillo, después de lo cual se lapeaba en toda su longitud.
Se hizo posible promediar los errores de paso tanto del tornillo como de la tuerca moviendo los elementos a lo largo de la base, así como cambiando la dirección de la tensión.
Uso de husillos de bolas
Para lograr una larga vida útil del husillo de bolas, es necesario seguir las reglas de funcionamiento de este sistema. Para que pueda mantener todos sus indicadores en el nivel adecuado, incluida la precisión, es muy importante controlar la limpieza del espacio de trabajo del dispositivo. El vapor de funcionamiento no debe exponerse a partículas abrasivas como polvo, virutas, etc.
En la mayoría de los casos, estos problemas se resuelven instalando una protección corrugada hecha de caucho o materiales poliméricos en el tornillo con la tuerca. Esto elimina por completo la posibilidad de contaminación. Si el sistema funciona en modo abierto, este problema se puede resolver de otra manera. En tales casos, se instala un compresor que, a alta presión, suministra aire purificado al vapor de trabajo.
PorqueDado que el sistema funciona según el principio de la fricción de rodadura, es posible precargarlo, lo que le permite eliminar el juego innecesario de los engranajes. La holgura es la brecha que se forma entre el movimiento de rotación y traslación en el momento en que cambia su dirección.
Calidad de transmisión
Como cualquier otro sistema, este tiene sus ventajas y desventajas.
Las desventajas del dispositivo incluyen el hecho de que existe la posibilidad de una transmisión inversa si el ángulo de operación del husillo de bolas es demasiado grande. Esto ocurre porque hay muy poca fricción para que la tuerca no se trabe cuando se levanta. Transfiere la fuerza lineal en torque. Además, no se recomienda el uso de dichos sistemas de transmisión en dispositivos portátiles.
La ventaja es que el bajo porcentaje de fricción provoca una baja disipación, lo que, a su vez, aumenta considerablemente la eficiencia de todo el sistema. De acuerdo con este indicador, el husillo de bolas es superior a cualquier otro análogo de la transmisión, que se dedica a la transformación del movimiento de rotación en traslación. La eficiencia máxima para los husillos de bolas más comunes supera el 90%. A modo de comparación, digamos que los engranajes métricos o helicoidales más cercanos tienen una eficiencia máxima del 50 %.
Debido a que prácticamente no hay deslizamiento en el husillo de bolas, tiene un efecto positivo en el aumento de la vida útil del husillo de bolas y en la economía, ya que se reduce significativamente el tiempo de inactividad por reparaciones, lubricación o reemplazo de piezas. Por lo tanto, estos dispositivos son los másrentable.
Fabricación y precisión
Los husillos de bolas de mayor precisión solo se pueden obtener puliendo el material. Hay otra forma de obtener un tornillo: esto es moleteado. El costo será mucho menor que el rectificado, pero el error del producto será de unas 50 micras por cada 300 mm de carrera. Tenga en cuenta que las piezas rectificadas de mayor precisión se caracterizan por un error de 1-3 micras por 300 mm, y algunas incluso menos. Para obtener una pieza bruta para el futuro tornillo, el material debe someterse a un proceso de mecanizado basto, después del cual se endurece y se rectifica al estado requerido.
La vista instrumental del husillo de bolas suele tener una precisión de hasta 250 nm por centímetro. Para fabricar tales productos, es necesario pasar por el proceso de molienda y molienda. Es necesario realizar estas operaciones en equipos de muy alta precisión. La materia prima para tales tornillos es Invar o aleaciones de Invar.
