Винт-гайка скольжения - это разновидность передачи «винт-гайка», широко применяемая в приводах станков для преобразования вращательного движения в поступательное. Она состоит из ходового винта и соответствующей ему гайки, контактирующих поверхностями винтовой резьбы.
Профиль резьбы - преимущественно трапецеидальный, обеспечивающий повышенную прочность по сравнению с прямоугольным профилем.
Способность к самоторможению - при определенном угле подъема винтовой линии винт-гайка скольжения способна удерживать нагрузку от обратного движения.
Плавность и точность хода - винт-гайка скольжения обеспечивает плавное, бесшумное перемещение с высокой точностью.
Высокое трение и износ - основной недостаток, приводящий к образованию зазора между винтом и гайкой по мере работы. Требует периодической смазки и ремонта.
Винт-гайка скольжения используется в приводах прямолинейного перемещения рабочих органов станков, таких как:
- Продольные перемещения суппортов имеют токарные станки с ЧПУ;
- Поперечные перемещения столов имеют обрабатывающие центры с ЧПУ и фрезерные станки;
- Вертикальные перемещения шпиндельных бабок сверлильных станков.
Она позволяет получить большие перемещения при относительно небольших углах подъема резьбы, обеспечивая необходимую жесткость и точность позиционирования.
Таким образом, винт-гайка скольжения является важным функциональным узлом станков, обеспечивающим их работоспособность и точность обработки. Правильный выбор конструкции и материалов винт-гайки, а также своевременное техническое обслуживание являются залогом надежной и долговечной работы станка.
Пара винт-гайка скольжения отличается:
- малым шагом при применении в качестве тягового устройства однозаходных ходовых винтов, что обусловливает высокую редукцию и малый крутящий момент на ходовом винте;
- самоторможением при одно- и двухзаходных винтах, что позволяет применять эту пару для установочных движений под нагрузкой и для вертикальных перемещений с целью более надежной фиксации подвижного узла.
Недостатком передач винт-гайка скольжения является наличие смешанного трения и связанное с ним изнашивание, а также низкий КПД одно- и двухзаходных винтов (рис. 1).
Рис. 1. КПД передач винт-гайка качения (1) скольжения (2)
Поскольку точность винтовой пары скольжения определяется в основном винтом (износ гайки мало влияет на ее кинематическую точность), материал ходового винта должен обеспечивать длительное сохранение точности. Это достигается его высокой поверхностной твердостью. Материал ходового винта и гайки выбирают в зависимости от назначения винтовой пары, класса ее точности и требуемой термообработки. Для их изготовления применяют следующие материалы:
- Азотируемые стали (40ХФА, 18ХГТ), которые после азотирования на глубину 0,5 мм обеспечивают высокую износостойкость и стабильность размеров (HRC 53-58).
- Высокоуглеродистые стали (8ХВ, ХВГ, 7ХГ2ВМ, У10А, У12А) для неупрочненных ходовых винтов, подвергаемых объемной или поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты (HRC 50-60).
- Среднеуглеродистые стали (45, 50) для неответственных винтов.
- Гайки для ходовых винтов прецизионных станков изготавливают из оловянистых бронз БрОФ10-0,5 или БрОЦС 6-6-3; для неответственных передач - из антифрикционного чугуна; в целях экономии оловянистой бронзы крупные гайки выполняют биметаллическими (из стального корпуса с центробежным способом залитой бронзы, на которой затем нарезают резьбу).
