Připraveno k instalaci a vysoce odolné
Společnost Bornemann-Gewindetechnik vyrábí závitová vřetena a matice pro téměř všechna průmyslová odvětví již více než 25 let. Hlavním těžištěm výroby je výroba trapézových šroubových pohonů připravených k montáži, které se skládají ze sad vřeten a matic pro těžké zvedací systémy, jako jsou například zvedací systémy pro kolejová vozidla, divadelní a jevištní konstrukce a konstrukce speciálních strojů.
U šroubových zvedáků, které při vysokém zatížení dosahují povrchového tlaku více než 20 newtonů na milimetr čtvereční a pracují při velmi nízkých obvodových rychlostech, je naprosto nezbytné neustálé mazání nosných boků závitových profilů. Nedostatečné mazání totiž vede ke zvýšenému opotřebení, nadměrné tvorbě tepla a také k nežádoucímu efektu prokluzu.
Stick-slip efekt
Jev stick-slip, který je známý také jako efekt sklouznutí tyče, popisuje trhavé klouzání pevných těles pohybujících se proti sobě. K tomuto jevu dochází vždy, když je statické tření větší než tření posuvné. V závislosti na tribologickém systému vede k vybuzení vibrací, které jsou z rezonančního povrchu vyzařovány jako hluk. Efekt obvykle mizí, jakmile jsou třecí partneři od sebe odděleni meziproduktem nebo mazivem. Efekt stick-slip je v technických aplikacích obecně nežádoucí. Negativní vlivy způsobené tímto efektem lze pozorovat u ložisek, vedení v lineární technice nebo závitových vřeten ve zdvihací technice. Známým důsledkem tohoto jevu jsou zvuky, jako je vrzání dveří, skřípání kolejnic při zatáčení nebo drnčení stěračů na oknech automobilů.
Ralph Wuertele, manažer aplikačního inženýrství ve společnosti Klüber Lubrication: „Zejména v těžkých zvedacích systémech mohou nevhodná maziva snadno vést k nedostatkům v mazání, které způsobují zvýšené opotřebení, a tím vedou k předčasnému selhání systému.“ Příčinou poruch je často samotná konstrukce vřeten. Chybějící mazací kapsy na ložiskovém boku závitového profilu zabraňují tomu, aby nanesené mazivo zůstávalo, když se maticové profily posouvají po vřetenu s vysokým povrchovým zatížením. Buď je mazivo vytlačeno z boku, nebo je vytlačeno před matici. V obou případech dochází k odtržení mazacího filmu, což zpočátku způsobuje zvýšení teploty a efekt prokluzu s někdy ohlušujícími zvuky a později může vést ke zničení pohonu šroubu.
Otáčení, kutálení nebo víření?
Olověné šrouby lze vyrábět různými výrobními postupy. Soustružení závitů a frézování závitů jsou procesy, které se z ekonomických důvodů pro tyto šroubové pohony používají jen zřídka, zatímco válcování nebo válcování závitů se používá k výrobě závitových vřeten beztřískovým tvářením za studena. Tento výrobní proces je velmi hospodárný, ale vzhledem k velmi vysokým nákladům na nástroje a seřizování jej lze obvykle použít pouze ve velkých sériích. Kromě toho válcovaná závitová vřetena upřednostňují lámání mazacího filmu v důsledku absolutně světlého povrchu boků závitu. Válcovaný lichoběžníkový závit má v důsledku deformačního procesu při leštění razítkem nebo leštění lisem nadměrně vysokou kvalitu povrchu boku, na kterém rovněž chybí mazací kapsy. To může vést k výše zmíněnému efektu prokluzování nebo k porušení mazacího filmu mezi vřetenem a maticí.
Nelze potvrdit ani často uváděný argument o delší životnosti válcovaných závitových vřeten. Společnost Wirths-Werres poskytla tento důkaz při zkoušce odolnosti. „Dokonce i po mnoha hodinách provozu vykazovala vířená závitová vřetena jen minimální známky opotřebení,“ vysvětlil Christian Zahn, konstruktér společnosti Wirths-Werres. Podle Christiana Zahna vede namáhání materiálu způsobené vířením často také k nákladnému přepracování. Při procesu víření se vířicí nástroj pro výrobu vřetenových závitů skládá z poháněného vířicího prstence se sadou profilových nástrojů. Pracuje v tzv. obálkovém řezu, protože obrobek se během obrábění otáčí uvnitř tohoto nástrojového prstence.
Obálkový řez začíná na vnějším průměru s tloušťkou třísky a hloubkou třísky 0 a plynule se zvětšuje na vypočtenou tloušťku třísky a hloubku třísky nebo hloubku závitu, než opustí obrobek opět v bodě 0. Vzniká tak velmi měkký řez s velmi hladkým povrchem. Protože se nástrojová sada skládá z několika jednotlivých břitů, které pracují jeden za druhým v přerušovaném řezu, vznikají na povrchu obrobku mezi jednotlivými řezy mikroskopicky malé přerušení, které vytvářejí v oblasti E mnohoúhelníkové konkávníkové fazety, mazací kapsy.
Tyto mazací kapsy zajišťují dobré vlastnosti mazacího filmu vířených olověných šroubů, protože mazivo není dotýkáno nebo vytlačováno vysokým povrchovým zatížením ložiskových boků závitových profilů v údolích polygonů. Na základě porovnání výrobních postupů lze konstatovat, že ačkoli válcování a broušení závitových profilů jsou moderní výrobní postupy, které se doporučují pro mnoho aplikací, pro použití trapézových šroubů pro systémy šroubových zvedáků by se měl upřednostnit proces víření používaný společností Bornemann Gewindetechnik.