În sistemele de mișcare mecanică, unitățile cu șuruburi sunt utilizate pe scară largă pentru a converti mișcarea rotativă în mișcare liniară. Printre cele mai frecvente tipuri se numără șuruburile de plumb trapezoidal și șuruburile cu bilă. În timp ce ambele servesc funcții similare, acestea diferă semnificativ în ceea ce privește proiectarea, eficiența, manipularea sarcinii și cazurile de utilizare ideale.
1. Structura de bază și principiul de funcționare
Șurub de plumb trapezoidal :
Cunoscut și sub denumirea de șuruburi ACME (în special în America de Nord), șuruburile de plumb trapezoidal au un profil de fir în formă de trapez, de obicei cu un unghi de filet de 30 ° sau 29 °. Mișcarea se realizează prin contactul glisant între șurub și un bronz sau piuliță polimerică potrivită.
Șurub cu bilă:
Șuruburile cu bilă constau dintr -un arbore cu șurub și o piuliță cu bilă cu rulmenți cu bile recirculante între fileturi. Aceste rulmenți cu bilă reduc frecarea prin rulare, mai degrabă decât alunecarea, îmbunătățind semnificativ eficiența.
2. Eficiență și frecare
Șurub de plumb trapezoidal:
Funcționează cu o frecare mai mare datorită contactului glisant direct la metal (sau polimer).
Eficiența mecanică tipică variază de la 30% la 50%.
Blocharea în sine în multe cazuri, ceea ce înseamnă că rezistă cu spatele fără frâne externe.
Șurub cu bilă:
Oferă o frecare foarte scăzută datorită mișcării rulante a rulmenților cu bile.
Eficiența este peste 90%, ceea ce o face potrivită pentru aplicații de mare viteză, cu ciclu ridicat.
Nu se auto-blochează-necesită sisteme de frânare sau motoare pentru a ține poziția.
3. Capacitatea de încărcare și uzură
Șurub de plumb trapezoidal:
În general, gestionează sarcini moderate la viteze mai mici.
Mai multă uzură în timp datorită contactului glisant, dar mai ușor de întreținut și rentabil de înlocuit.
Se comportă bine în medii care necesită rezistență la șoc și mișcare rară.
Șurub cu bilă:
Capabil să gestioneze sarcini dinamice mai mari cu o precizie superioară.
Mai puțină uzură, durată de viață mai lungă sub datorie continuă.
Sensibil la contaminare - necesită mediile de operare curate și ungerea.
4. Precizie și reacție
Șurub de plumb trapezoidal:
Precizie moderată, de obicei cu mai multă reacție, cu excepția cazului în care sunt utilizate piulițe anti-backlash.
Potrivit pentru aplicații în care precizia absolută nu este critică.
Șurub cu bilă:
Precizie ridicată și repetabilitate, adesea utilizate în mașinile CNC, robotica și automatizarea.
Racklash minim din cauza nucilor de bilă preîncărcate și a toleranțelor strânse.
5. Cost și complexitate
Șurub de plumb trapezoidal:
Costuri mai mici atât în fabricație, cât și la întreținere.
Proiectare mai simplă, mai ușor de instalat și de funcționat în setări de bază.
Șurub cu bilă:
Costuri mai mari și un design mai complex.
Necesită o aliniere mai atentă și un lubrifiere continuă.
Comparație sumară
| mâncați | Șurub de plumb trapezoidal | Șurub cu bilă |
| Frecare și eficiență | Fricțiune ridicată, ~ 30–50% eficiență | Frecare scăzută, ~ 90% eficiență |
| Auto-blocare | Da (deseori) | Nu (necesită frână) |
| Manipularea încărcăturii | Sarcini moderate | Sarcini mari și forțe dinamice |
| Precizie | Moderat, mai mult reacție | Precizie ridicată, reacții scăzute |
| Cost | Mai jos | Superior |
| Întreţinere | Simplu, mai predispus la uzură | Necesită lubrifiere, viață mai lungă |
Atât șuruburile de plumb trapezoidal, cât și șuruburile cu bilă au avantaje distincte în funcție de aplicație. Șuruburile trapezoidale sunt mai potrivite pentru medii cu viteză mică, cu sarcină moderată, sensibilă la costuri, în care auto-blocarea este un avantaj-cum ar fi mufele, actuatoarele sau platformele de ridicare. Șuruburile cu bilă, pe de altă parte, excelează în aplicații de mare viteză, de înaltă precizie, cum ar fi utilaje CNC, imprimante 3D și sisteme avansate de automatizare.
Alegerea dintre ele necesită un echilibru al nevoilor de performanță, constrângerile bugetare și complexitatea sistemului.
