De juiste draad
Als schroefspindels niet meer werken, kan dit te wijten zijn aan de oppervlaktekwaliteit van de spindels, vervuiling, de montagepositie of vooral de keuze van het smeermiddel – zegt Hans Gereke-Bornemann, Managing Director van Bornemann Gewindetechnik, die hier ook een oplossing voor heeft.
Hij weet waar hij het over heeft, want Bornemann-Gewindetechnik heeft inmiddels meer dan 25 jaar ervaring in de aandrijftechniek: “Vandaag de dag produceren we voornamelijk draadspindels volgens Duitse en internationale normen, speciale en trapeziumvormige draadspindels, schroeftransporteurs, spindelmoeren, evenals gedraaide en gefreesde onderdelen – op ongeveer 3.800 m2 met 40 medewerkers.” Maar op welke punten moet er op dit moment gelet worden bij het kiezen van de juiste schroefdraad, vooral voor hefsystemen? “We raden onze klanten aan om heel goed te letten op het schroefdraadoppervlak en de keuze van het smeermiddel”, zegt Hans Gereke-Bornemann en wijst op de eerste ‘hot spots’. Want wanneer Bornemann problemen meldt met vijzelsystemen, is meestal een van de volgende factoren mede de oorzaak: de oppervlaktekwaliteit van de schroeven, vervuiling, de installatiepositie van het systeem of vooral de keuze van het smeermiddel.
In veel gevallen is het probleem echter een complexe combinatie van meerdere van deze factoren. “Het is daarom belangrijk om bij het ontwerp voldoende rekening te houden met elk van de factoren – anders bereiken bewegingsdraden vaak snel hun grenzen”. Dit komt doordat alle bewegingsdraden, inclusief wormwielaandrijvingen, zogenaamde glijdende stuwkrachtaandrijvingen zijn. Door dit type aandrijving is een stick-slip effect altijd mogelijk, vooral bij lage snelheden en zonder voldoende smering. “In combinatie met een onjuiste materiaalcombinatie kunnen dergelijke ontoereikende smeringsomstandigheden zelfs leiden tot micro- of koudlassen van hele hefsystemen, het zogenaamde ‘vastlopen’ van de moeren.”
In de ervaring van Hans Gereke-Bornemann speelt de materiaalcombinatie van het spindel-moer-systeem daarom een beslissende rol. “Bij materiaalcombinaties van grijs gietijzer, bijvoorbeeld nodulair gietijzer en staal, kan het ijzergehalte in de materialen koudlassen bevorderen. Bij een combinatie van brons en staal kan koudlassen vrijwel worden uitgesloten.” Er zijn echter andere manieren om deze soms aanzienlijke risico’s te minimaliseren: “Bij wormaandrijvingen wordt ervoor gezorgd dat het contactpatroon in het midden van de walscirkel een lenticulaire vorm heeft. Dit is de enige manier om vroegtijdige oliebreuk te voorkomen. Als beide profielen optimaal zouden slijten, zou de oliefilm onmiddellijk afbreken.”
Het wervelproces voor het produceren van draden biedt nog meer mogelijkheden. “Hiermee wordt een effect bereikt dat vergelijkbare eigenschappen heeft als de hierboven beschreven wormwieloverbrenging. Veel gebruikers van trapeziumdraad zijn zich hier nauwelijks van bewust. De werveltechniek produceert een geometrische afwijking van de ideale schroefvorm op zowel de schroefdraadflanken als in de basis: “Dit is de omhullende cirkelsnede die, afhankelijk van de snijfrequentie, bestaat uit vele polygonen die slechts in het µm-bereik afwijken van de ideale vorm”, legt Hans Gereke-Bornemann uit. Dit betekent dat er geen abrupte oliebreuk optreedt in deze zeer kleine vrije ruimtes, omdat de olie niet zo gemakkelijk kan worden verplaatst of weggeveegd. De geometrische afwijking van de ideale schroefvorm vormt bijna automatisch microscopisch kleine smeervakken op het flankoppervlak. “Dit vermindert het risico op smeerfilmbreuk aanzienlijk,” belooft Hans Gereke-Bornemann.
Maar hoe verhoudt het favoriete wervelproces zich tot het walsen van schroefdraad? “Gewalste schroefdraadspindels hebben in veel gevallen zeker productievoordelen, maar zeker niet bij hefspindelaandrijvingen met trapeziumschroefaandrijvingen, omdat bij dit proces geen hoogwaardige materialen, laat staan roestvast staal, kunnen worden gebruikt. Bovendien kunnen afzonderlijke onderdelen met speciale profielen niet economisch worden geproduceerd, omdat de gereedschappen zo duur zijn dat alleen in serie geproduceerde onderdelen echt de moeite waard zijn. “Bovendien zijn gewalste draadspindels lang niet zo nauwkeurig als wat we met het wervelproces kunnen bereiken.”
Hans Gereke-Bornemann zou echter elke klant gewalste draadprofielen aanraden voor eenvoudige toepassingen waarbij precisie, smering, materiaal en eventuele speciale profielen niet belangrijk zijn: “Natuurlijk is het materiaal van gewalste spindels sterker door het koude vervormingsproces. Maar de voortdurende vergelijking met de zogenaamd hogere belastbaarheid is misleidend omdat de moer het zwakke punt is in dit systeem en niet de spindel; de moer, die meestal van brons is gemaakt, slijt zelfs sneller met een gewalste spindel dan met een gewalste spindel.”
Van Harald Klieber