Обзор ходовых винтов

Обзор ходовых винтов очень важен для различных механических систем и применений. Существуют такие модификации с гайкой для болотоходов, трапецеидальные для подъемного и токарного станка, для тисков, для станков ЧПУ и другие виды. Они отличаются по методам фиксации.

Ходовой винт применяется чаще всего в станках, где нарезают резьбу. Вращение его превращается в поступательное перемещение суппорта за счет маточной гайки. Чтобы контролировать темп кручения, то есть интенсивность подачи, используют специальную коробку. Для работы ходовых винтов требуется особая гайка. Современные конструкции гарантируют передвижение деталей с четко заданной точностью.

Что касается ходовых винтов для болотоходов, то в этом случае они играют совершенно другую роль — это литые гребные конструкции. Такими изделиями оснащают подвешиваемые моторы. Крупные поставщики имеют обычно на складах солидные запасы таких запчастей.

Рассчитывать на получение ходового винта в домашних условиях нельзя. Даже если можно купить ту или иную модель токарного станка, понадобятся еще другие инструменты, специальные резцы, позволяющие сформировать резьбу требуемых размеров и видов. Главная роль винта — поддержание поступательно-прямолинейного хода. Величина деталей имеет свои ограничения, которые определяются конструктивным исполнением тисков. Но ходовые винты могут применяться еще для ЧПУ различных типов. Эти детали вновь исполняют важнейшую функцию — преобразование движения.

Ходовой винт в современных станках может отличаться различным исполнением. В самодельных образцах иногда применяют резьбовую шпильку. Более совершенный вариант – «винт-гайка». Иногда берут еще трапециевидный винт, но несмотря на повышенную прочность, этот тип связки достаточно дорог, и потому используется все реже. Ходовой винт может применяться и как часть подъемного механизма. Также подобные компоненты являются обычными деталями:

• привода резьбы в винтовом прессе;
• прессов других типов;
• подающих механизмов разнообразных инструментов.

Описание параметров ходовых винтов уместно начать с того, что они всегда используются как составная часть более сложной механической цепи. От их качества и соответствия необходимым параметрам зависит точность перемещения отдельных частей механизмов. Важнейшим критерием градации является сечение резьбы. В большинстве случаев используют трапецеидальные виды нарезки. Такой подход позволяет добиться куда большей, чем в других случаях, механической прочности.

Если же дополнительно применена разрезная гайка, то можно будет тщательно отрегулировать осевые зазоры. Подготовка и шлифовка резьбы в виде трапеции достаточно проста. Однако в ряде ситуаций более привлекательным решением будет прямоугольная резьба. Она позволяет минимизировать радиальное биение винта, потому отклонение от оптимальной траектории тоже сокращается.

Трапецеидальная система нарезов характерна для передач скольжения. В этом случае малые профильные углы весьма полезны. Чаще всего применяют средний шаг нарезки, а мелкий и крупный используют при особых задачах. Мелкий шаг рекомендован для сравнительно точных и при этом медленных механизмов. Большой — в случаях, если предстоит существенная нагрузка.

Современное станкостроение все чаще использует «винтовые пары качения». Особенно много таких деталей находит применение в оборудовании с программным управлением. В подобном случае ходовой винт комбинируется с гайкой. Чтобы они были четко сопряжены, используются специальные шарики. Винтовая пара не может сама тормозить; ее применяют при переводе вращательного хода в поступательный и при обратном изменении.

В крепежах классического типа обычно используют однозаходную резьбу. Вся она состоит из единственной спирали, промежутки между витками строго одинаковы. За виток гайки происходит сдвиг на строго определенную дистанцию. Многозаходная резьба образуется двумя и более спиралями. Принцип выдержки одинакового расстояния соблюдается по-прежнему, однако между витками в каждой спирали разрыв больше, чем между витками из разных спиралей.

От материала и габаритов метиза зависят технические характеристики оборудования, в которое он устанавливается. Например, для домкратов таким показателем будет общая грузоподъемность. Для изготовления ходовых винтов могут применяться азотируемые стали марок:

• 40ХФА;
• 30Х3ВА;
• 18ХГТ;
• 7ХГ2ВМ.

Встречаются такие габариты, как:

• 10х1,5;
• 10х2;
• 10х3;
• 10х4;
• 10х7;
• 10х8;
• 10х12;
• 10х14 мм (и некоторые другие варианты).

Продолжая разговор про выраженные в мм размеры ходовых винтов, стоит указать на модель TR30x6 (как следует из ее названия, сечение равно 30, а шаг нарезки – 6 мм). Суммарная длина изделия равна 3000 мм.

Еще можно встретить конструкции диаметром:

• 160 мм;
• 20 мм;
• 8 мм (и некоторые другие значения).

В некоторых случаях применяют для усиления конструкции простые подшипники модели 61701 либо их точные аналоги. Подтяжка должна происходить аккуратно, с подбором прокладок во избежание заклинивания. Для изготовления прокладок применяют автомобильные щупы. Фиксация трапецеидального винта в подшипниковой опоре производится с помощью подходящих по величине гаек. Более точное и эффективное решение — механическая обработка концов.

Проделать такую манипуляцию с ШВП весьма трудно — у них каленые поверхности. Обычный металл рядового винта, особенно из-за трапециевидной формы, обрабатывается без проблем. В серьезных случаях используется телескопическая защита ходовых крепежей. Она обычно поставляется для каждой отдельной модели токарного станка особо. В редукторах защитить ходовые винты помогают специальные манжеты.

Для изготовления подобных манжет применяют тщательно отобранные материалы с повышенной стойкостью к износу. Если расчет и точная обработка ходового винта под требуемые размеры вызывает сложности, придется использовать специальные готовые комплекты. При самостоятельном изготовлении крепежа придется делать еще и соответствующую ему гайку. В случае с токарным станком нужна сдвоенная гайка, потому что одинарная может сильно пострадать от зазора, появляющегося в процессе изготовления либо по ходу эксплуатации.

Отверстие при установке ходового винта на станок должно выполняться с допуском под последующую запрессовку. Вал можно ставить по скользящей посадке. Да, в кустарных условиях достичь подобного уровня (к примеру, h6/L0) достаточно трудно, но это очень важно.

В противном случае из-за несоответствия квалитету будет неоправданно сильный люфт, и рассчитывать на точность работы станка нельзя. Сама процедура запрессовки дома вполне возможна, если использовать немного модифицированный съемник подшипников.

Отверстие должно иметь гладкую форму. Параметры поверхности — не хуже Ra 0,64. Потому гарантированно без помощи профессионалов не обойтись. В некоторых случаях дополнительно используют герметик для резьбы – это позволяет исключить расшатывание.

В следующем видео вас ждет вихревое нарезание ходового винта токарного станка 16К20.