Beban berat terkawal – pemacu skru trapezoidal beban tinggi untuk sistem pengangkatan
Reka bentuk pemacu skru trapezoidal tugas berat adalah asas bagi operasi sistem pengangkatan yang selamat dan lancar – dan meletakkan tuntutan tinggi ke atas pereka.
Bornemann Gewindetechnik, sebuah syarikat yang terkenal di kalangan pakar, telah menghasilkan spindel berulir dan nat untuk pelbagai cabang industri selama lebih 25 tahun. Satu tumpuan pengeluaran ialah pembuatan pemacu skru trapezoidal siap dipasang, terdiri daripada spindel dan set nat, untuk sistem pengangkatan tugas berat. Sebagai contoh: sistem pengangkatan untuk kenderaan rel, sistem di teater, pembinaan pentas dan pembinaan mesin khas. Reka bentuk dan pembinaan pemacu ini adalah prasyarat untuk operasi sistem yang selamat dan lancar serta menuntut keupayaan tinggi daripada para pereka.
Tetapi apa yang perlu dipertimbangkan apabila menggunakan spindel berulir untuk beban berat? Bagi jek skru yang mencapai tekanan permukaan melebihi 20 N/mm² di bawah beban dan juga beroperasi pada kelajuan periferi yang sangat rendah, pelinciran berterusan pada permukaan galas profil ulir adalah sangat penting. Ini kerana pelinciran yang tidak mencukupi boleh menyebabkan peningkatan keausan, penghasilan haba berlebihan dan juga kesan melekat-tergelincir yang terkenal.
Semuanya bergantung pada pelincir
Kesan melekat-meluncur, juga dikenali sebagai kesan pelekat-luncur, menerangkan pergerakan tersentak-sentak pepejal yang meluncur antara satu sama lain. Kesan ini boleh berlaku apabila geseran statik melebihi geseran gelincir. Bergantung pada sistem tribologi, ini menyebabkan pengaktifan getaran, yang dipancarkan sebagai bunyi oleh permukaan resonan (spindel yang mengaum dan berderit).
Kesan ini biasanya hilang sebaik sahaja pasangan geseran dipisahkan oleh bahan perantaraan atau pelincir. Kesan melekat-terlekat sering kali tidak diingini dalam aplikasi teknikal. Pengaruh negatif yang disebabkan oleh kesan melekat-meluncur boleh diperhatikan pada galas, panduan dalam teknologi linear atau poros berulir dalam teknologi pengangkatan, antara lain. Bunyi seperti berderit pintu, bersiul kereta api ketika membelok dan bergegarnya pengelap cermin depan pada tingkap kereta adalah akibat yang biasa diketahui daripada kesan ini.
Jika kesan ini berlaku, ia mungkin disebabkan oleh pilihan pelincir (gemuk). Ralph Wuertele, Pengurus Kejuruteraan Aplikasi di Klüber Lubrication, menjelaskan: “Terutamanya pada peralatan angkat beban berat, pelincir yang tidak sesuai boleh dengan mudah menyebabkan pelinciran tidak mencukupi, yang menyebabkan keausan meningkat dan seterusnya kegagalan pramatang peralatan.”
Fenomena ini sering disebabkan oleh reka bentuk spindel. Ketiadaan poket pelincir pada sisi flanji galas profil ulir menghalang pelincir yang digunakan daripada kekal di tempat apabila profil nat meluncur ke atas spindel dengan beban permukaan yang tinggi. Sama ada pelincir itu tertekan keluar dari flanji atau ia didorong ke hadapan nat. Dalam kedua-dua kes, filem pelincir terputus, pada mulanya menyebabkan peningkatan suhu dan fenomena melekat-tergelincir dengan bunyi yang kadang-kadang mengaum, dan kemudian membawa kepada kemusnahan pemacu ulir.
Pada kelajuan keliling beberapa cm/s, kehadiran pelincir atau poket pelinciran pada spindel berulir adalah sangat diperlukan untuk mengelakkan kesan melekat-tergelincir ini. Kantong pelincir menghalang pelincir daripada terus terbuang akibat tekanan tepi yang berlebihan dan secara amnya tekanan permukaan khusus yang tinggi. Pelincir yang idealnya adalah gris dengan konsistensi 0 atau 00 dan mesti ditarik ke dalam celah pelinciran.
Bagaimana masalah ini boleh diatasi? Asas untuk mencegah masalah pelinciran dan isu-isu yang terhasil diletakkan pada peringkat awal dalam keperluan pereka untuk pengeluaran ulir. Penggerak berulir boleh dihasilkan menggunakan pelbagai kaedah pengeluaran: Pembentukan ulir putar dan pembentukan ulir gerudi adalah kaedah yang jarang digunakan untuk penggerak berulir yang disebutkan tadi atas sebab ekonomi. Dalam proses penggelungan ulir (atau penggelungan), spindel berulir dihasilkan melalui pembentukan sejuk tanpa pemotongan. Proses pembuatan ini agak menjimatkan kos, tetapi disebabkan kos alat dan penyediaan yang sangat tinggi, ia biasanya hanya sesuai untuk pengeluaran siri besar.
Potongan lembut dengan permukaan licin
Selain itu, poros ulir bergulung menyumbang kepada pecahnya filem pelincir disebabkan permukaan sisi ulir yang benar-benar telanjang. Ulir trapezoid bergulung mempunyai kualiti permukaan sisi yang terlalu tinggi akibat proses deformasi dalam penampalan/pengepolisan tekan, di mana poket pelinciran tiada. Ini boleh menyebabkan fenomena stick-slip yang ditakuti atau keruntuhan filem pelincir antara spindel dan nat. Pelincir dipam keluar dari ulir oleh tekanan tepi yang berlebihan dan tekanan permukaan khusus yang umumnya tinggi.
Pengusiran ini boleh berlaku jika bahan pasangan galas rata tidak mempunyai poket pelinciran untuk menyimpan pelincir. Hasilnya ialah kerosakan susulan yang serius pada sistem terjejas dalam bentuk poros yang menjerit dan kacang yang tersangkut, malah pelekitan terma sepenuhnya pada keseluruhan sistem pengangkat.
Hujah yang kerap dikemukakan bahawa spindel berulir berpusing mempunyai jangka hayat yang lebih panjang tidak dapat disahkan tanpa pengecualian. Syarikat Wirths-Werres berjaya membuktikannya dalam ujian tegasan berterusan. “Walaupun selepas berjam-jam operasi, spindel berulir berpusing itu hanya menunjukkan tanda-tanda haus yang minimum,” tegas jurutera reka bentuk Christian Zahn. Menurut Zahn, tekanan pada bahan yang disebabkan oleh proses penggelekan sering menyebabkan kerja semula yang mahal. Dalam perbandingan langsung, Wirths-Werres memilih spindel berkualiti tinggi dengan reka bentuk whirled, kerana perbezaan harga antara spindel yang digeleken dan yang di-whirled kini tidak ketara bagi banyak diameter.
Bornemann Gewindetechnik menghasilkan spindel berulir menggunakan proses whirling. Alat whirling untuk pengeluaran ulir spindel terdiri daripada cincin whirling yang digerakkan dengan satu set alat profil dan berfungsi dalam apa yang dikenali sebagai pemotongan envelope, di mana bahagian kerja berputar di dalam cincin alat ini semasa pemesinan. Oleh kerana potongan sarung bermula pada diameter luaran dengan ketebalan serpihan (dan kedalaman serpihan) 0 dan terus meningkat kepada ketebalan serpihan yang dikira (dan kedalaman serpihan atau kedalaman ulir) sebelum keluar semula pada 0 pada bahagian kerja, ia menghasilkan potongan yang sangat lancar dengan permukaan yang sangat licin.
Oleh kerana satu set alat terdiri daripada beberapa tepi pemotong individu yang berfungsi secara bersilih ganti dalam potongan terhenti, gangguan mikroskopik berlaku antara setiap potongan pada permukaan kerja, menghasilkan faset poligon yang cekung dalam julat μ (pokok pelinciran). Kantong pelinciran ini adalah rahsia di sebalik sifat filem pelinciran yang cemerlang pada poros ulir berpusing.
Perbandingan pelbagai proses pembuatan ulir mendedahkan perkara berikut: Penggelekan dan pengamplasan profil ulir adalah proses pembuatan moden yang disyorkan untuk banyak aplikasi. Walau bagaimanapun, bagi penggunaan pemacu ulir trapezoid untuk sistem spindel pengangkat, proses pemutar yang diamalkan di Bornemann Gewindetechnik harus diutamakan.