V mechanických pohybových systémech se šroubové jednotky široce používají k přeměně rotačního pohybu na lineární pohyb. Mezi nejběžnější typy patří lichoběžníkové šrouby a kuličky. Zatímco obě slouží podobným funkcím, významně se liší v oblasti designu, účinnosti, manipulace s zatížením a ideálním případům použití.
1. Základní struktura a princip provozu
Trapezoidní šroub olova :
Také známé jako šrouby ACME (zejména v Severní Americe), lichoběžníkové olověné šrouby mají profil vlákna ve tvaru lichoběžníku, obvykle s úhlem vlákna 30 ° nebo 29 °. Pohyb je dosažen posuvným kontaktem mezi šroubem a odpovídající bronzovou nebo polymerní maticí.
Kulový šroub:
Kuličkové šrouby se skládají ze šroubového hřídele a kuličky s recirkulačními kuličkovými ložiskami mezi nitěmi. Tato kuličková ložiska snižují tření spíše než klouzání, což výrazně zlepšuje účinnost.
2. účinnost a tření
Trapezoidální olověný šroub:
Pracuje s vyšším třením kvůli přímému posuvnému kontaktu s kovovým (nebo polymerem).
Typická mechanická účinnost se pohybuje od 30% do 50%.
V mnoha případech se zamykání, což znamená, že odolává zpětnému řízení bez externích brzd.
Kulový šroub:
Nabízí velmi nízké tření díky válcovacímu pohybu kuličkových ložisek.
Účinnost je nad 90%, takže je vhodná pro vysokorychlostní aplikace s vysokým cyklem.
Nezamykání-vyžaduje brzdové systémy nebo motory, aby se držela pozice.
3. nakládací kapacita a opotřebení
Trapezoidální olověný šroub:
Obecně zpracovává mírné zatížení při nižších rychlostech.
Více opotřebení v průběhu času v důsledku posuvného kontaktu, ale snadnější údržba a nákladově efektivní nahrazení.
Funguje dobře v prostředích vyžadujících odolnost proti šokům a občasným pohybem.
Kulový šroub:
Schopné manipulovat s vyšší dynamickou zatížení s vynikající přesností.
Méně opotřebení, delší životnost v nepřetržité povinnosti.
Citlivé na kontaminaci - vyžaduje čisté provozní prostředí a mazání.
4. přesnost a vůle
Trapezoidální olověný šroub:
Mírná přesnost, obvykle s větším odporem, pokud se nepoužívají anti-backlash matice.
Vhodné pro aplikace, kde absolutní přesnost není kritická.
Kulový šroub:
Vysoká přesnost a opakovatelnost, často používaná ve strojích CNC, robotice a automatizaci.
Minimální vůle kvůli předinstalovanému kuličkovému maticům a těsným tolerancem.
5. Náklady a složitost
Trapezoidální olověný šroub:
Nižší náklady na výrobu i údržbu.
Jednodušší design, snadnější instalaci a provozování v základních nastaveních.
Kulový šroub:
Vyšší počáteční náklady a složitější design.
Vyžaduje pečlivější vyrovnání a pokračující mazání.
Souhrnné srovnání
| Jíst | Trapezoidní šroub olova | Kulový šroub |
| Tření a účinnost | Vysoké tření, ~ 30–50% účinnost | Nízké tření, ~ 90% účinnost |
| Self-zamykání | Ano (často) | Ne (vyžaduje brzdu) |
| Manipulace s zatížením | Mírné zatížení | Vysoké zatížení a dynamické síly |
| Přesnost | Mírný, více vůle | Vysoká přesnost, dolní vůle |
| Náklady | Spodní | Vyšší |
| Údržba | Jednoduché, více náchylné k opotřebení | Vyžaduje mazání, delší životnost |
Obě lichoběžníkové šrouby a kulové šrouby mají zřetelné výhody v závislosti na aplikaci. Trapezoidální šrouby jsou vhodnější pro prostředí s nízkou rychlostí, mírným zatížením a nákladům, kde je výhodou samosprávy-jako je jacks, akční členy nebo zvedací platformy. Na druhé straně kulové šrouby vynikají ve vysokorychlostních, vysoce přesných aplikacích, jako je strojní zařízení CNC, 3D tiskárny a pokročilé automatizační systémy.
Výběr mezi nimi vyžaduje rovnováhu potřeb výkonu, omezení rozpočtu a složitosti systému.
