Gotowy do instalacji i wysoce odporny
Bornemann-Gewindetechnik produkuje gwintowane wrzeciona i nakrętki dla prawie wszystkich gałęzi przemysłu od ponad 25 lat. Głównym celem produkcji jest wytwarzanie gotowych do montażu trapezowych napędów śrubowych, składających się z wrzecion i zestawów nakrętek do ciężkich systemów podnoszenia, takich jak te stosowane w systemach podnoszenia pojazdów szynowych, w konstrukcjach teatralnych i scenicznych oraz w budowie maszyn specjalnych.
W przypadku podnośników śrubowych, które osiągają nacisk powierzchniowy ponad 20 niutonów na milimetr kwadratowy pod dużym obciążeniem i pracują przy bardzo niskich prędkościach obwodowych, stałe smarowanie nośnych boków profili gwintowych jest absolutnie niezbędne. Wynika to z faktu, że nieodpowiednie smarowanie prowadzi do zwiększonego zużycia, nadmiernego wytwarzania ciepła, a także do niepożądanego efektu stick-slip.
Efekt stick-slip
Efekt stick-slip, znany również jako efekt stick-slip, opisuje gwałtowny poślizg ciał stałych poruszających się względem siebie. Efekt ten występuje zawsze, gdy tarcie statyczne jest większe niż tarcie ślizgowe. W zależności od systemu trybologicznego prowadzi to do wzbudzenia drgań, które są emitowane z powierzchni rezonansowej jako hałas. Efekt ten zwykle zanika, gdy tylko partnerzy tarcia zostaną oddzieleni od siebie za pomocą środka pośredniego lub smaru. Efekt stick-slip jest generalnie niepożądany w zastosowaniach technicznych. Negatywny wpływ tego zjawiska można zaobserwować w łożyskach, prowadnicach w technologii liniowej lub wrzecionach gwintowanych w technologii podnoszenia. Odgłosy takie jak skrzypienie drzwi, skrzypienie torów kolejowych podczas pokonywania zakrętów i grzechotanie wycieraczek na szybach samochodowych są dobrze znanymi konsekwencjami tego efektu.
Ralph Wuertele, menedżer ds. inżynierii zastosowań w Klüber Lubrication: „Zwłaszcza w systemach podnoszenia ciężkich ładunków nieodpowiednie środki smarne mogą łatwo prowadzić do niedoborów smarowania, które powodują zwiększone zużycie, a tym samym prowadzą do przedwczesnej awarii systemu”. Przyczyną awarii jest często konstrukcja samych wrzecion. Brakujące kieszenie smarowe na boku łożyska profilu gwintu uniemożliwiają pozostanie nałożonego smaru, gdy profile nakrętek przesuwają się po wrzecionie z dużym obciążeniem powierzchniowym. Środek smarny jest wyciskany z boku lub wypychany przed nakrętkę. W obu przypadkach warstwa smaru ulega zerwaniu, co początkowo powoduje wzrost temperatury i efekt poślizgu z czasami głuchymi odgłosami, a później może prowadzić do zniszczenia napędu śrubowego.
Obracanie, toczenie czy wirowanie?
Śruby pociągowe mogą być wytwarzane przy użyciu różnych procesów produkcyjnych. Toczenie gwintów i frezowanie gwintów to procesy, które są rzadko stosowane w przypadku tych napędów śrubowych ze względów ekonomicznych, podczas gdy walcowanie gwintów lub walcowanie gwintów jest stosowane do produkcji gwintowanych wrzecion za pomocą bezwiórowego formowania na zimno. Ten proces produkcyjny jest bardzo ekonomiczny, ale ze względu na bardzo wysokie koszty narzędzi i konfiguracji, może być zwykle stosowany tylko w dużych seriach. Ponadto, walcowane wrzeciona gwintowane sprzyjają zrywaniu filmu smarnego ze względu na absolutnie jasną powierzchnię boczną gwintu. Walcowany gwint trapezowy ma zbyt wysoką jakość powierzchni bocznej ze względu na proces odkształcania podczas polerowania stemplowego lub prasowego, w którym również brakuje kieszeni smarowych. Może to prowadzić do wyżej wspomnianego efektu stick-slip lub zerwania filmu smarnego między wrzecionem a nakrętką.
Często przytaczany argument o dłuższej żywotności walcowanych wrzecion gwintowanych również nie może zostać potwierdzony. Firma Wirths-Werres dostarczyła tego dowodu w teście wytrzymałościowym. „Nawet po wielu godzinach pracy wirowane wrzeciona gwintowane wykazywały jedynie minimalne oznaki zużycia”, wyjaśnił Christian Zahn, inżynier projektant w Wirths-Werres. Według Christiana Zahna, naprężenia w materiale spowodowane procesem wirowania również często prowadzą do kosztownych przeróbek. W procesie wirowania narzędzie wirujące do produkcji gwintów wrzecionowych składa się z napędzanego pierścienia wirującego z zestawem narzędzi profilowych. Pracuje ono w tak zwanym cięciu obwiedniowym, ponieważ obrabiany przedmiot obraca się wewnątrz tego pierścienia narzędziowego podczas obróbki.
Skrawanie obwiedniowe rozpoczyna się od średnicy zewnętrznej z grubością i głębokością wióra równą 0 i stale zwiększa się do obliczonej grubości i głębokości wióra lub głębokości gwintu, a następnie wychodzi z przedmiotu obrabianego ponownie na poziomie 0. Daje to bardzo miękkie cięcie o bardzo gładkiej powierzchni. Ponieważ zestaw narzędzi składa się z kilku pojedynczych krawędzi skrawających, które pracują jedna po drugiej w cięciu przerywanym, na powierzchni przedmiotu obrabianego między cięciami występują mikroskopijne przerwy, które tworzą wklęsłe fasety w kształcie wielokąta w obszarze E, kieszenie smarowe.
Te kieszenie smarowe zapewniają dobre właściwości filmu smarnego wirujących śrub pociągowych, ponieważ smar nie jest dotykany ani przemieszczany przez duże obciążenia powierzchniowe boków łożysk profili gwintowych w dolinach wielokątów. W wyniku porównania procesów produkcyjnych można stwierdzić, że chociaż walcowanie i szlifowanie profili gwintowych to nowoczesne procesy produkcyjne, które są zalecane do wielu zastosowań, proces wirowania stosowany przez Bornemann Gewindetechnik powinien być preferowany do stosowania śrub trapezowych w systemach podnośników śrubowych.