FAQ

Proces łuszczenia, rozwinięty przez Bornemann, zaliczany jest do procesów obróbki skrawaniem. Podczas tego procesu pierścień tnący wyposażony w równomiernie rozmieszczone ostrza obraca się szybko wokół przedmiotu obrabianego, który z kolei obraca się powoli w tym samym kierunku. Równoległe osie obrotu są podczas tego procesu przesunięte względem siebie. Przesunięcie to skutkuje odpowiednim tworzeniem się wiórów, co sprzyja odprowadzaniu ciepła z przedmiotu obrabianego i umożliwia w ten sposób produkcję bardzo precyzyjnych elementów gwintowanych.

Nachylenie pierścienia łuszczącego umożliwia uzyskanie określonego skoku gwintu. Rozróżnia się łuszczenie zewnętrzne i wewnętrzne. Podczas łuszczenia zewnętrznego ostrza pierścienia łuszczącego skierowane są do wewnątrz, co sprawia, że przedmiot jest obrabiany od strony zewnętrznej. Przykładem tak wykonanych elementów są śruby pociągowe. Podczas łuszczenia wewnętrznego ostrza znajdują się na zewnątrz narzędzia. Wówczas narzędzie zagłębia się w otwór w przedmiocie obrabianym i obrabia go od wewnątrz. Zasada działania jest tu dokładnie taka sama. Przykładem elementu gwintem łuszczonym wewnętrznie jest nakrętka.

Głównymi zaletami gwintów łuszczonych są lepsze warunki smarowania, wysoka precyzja i stosunkowo niskie koszty produkcji przy małych ilościach.

Wysoka precyzja

Proces produkcji gwintów, opracowany przez Bornemann, umożliwia osiągnięcie większych dokładności wymiarów, zwłaszcza w gdy chodzi o dokładność skoku. Efekt ten jest niemożliwy do uzyskania w procesie toczenia gwintów. Dzieje się tak z racji równomiernego i precyzyjnego cięcia, jak również dzięki temu, że w trakcie tego procesu materiał nie ulega żadnym naprężeniom. Jakość powierzchni gwintów Bornemann jest taka sama jak jakość powierzchni gwintów szlifowanych, a dokładność skoku, jaką można uzyskać na długości 300 mm, to 0,03 mm.

Możliwość lepszego smarowania

W przeciwieństwie do elementów z gwintem toczonym, które mają obrys w kształcie okręgu, śruby pociągowe produkowane przez Bornemann zyskują obrys o kształcie wielokąta, przy którym pojawiają się niewielkie różnice wysokości, wynoszące tylko kilka µm, jak w przypadku powierzchni skrobanej. Takie rozwiązanie powoduje wyraźną poprawę smarowania gwintu.

Dzieje się tak dlatego, że, przy technicznie rzecz biorąc, bardzo gładkich zarysach gwintów toczonych środek smarny jest wypychany lub wyciskany szybciej lub wolniej przez ruch i nacisk powierzchniowy, powstający między powierzchniami ciernymi.

Inaczej rzecz się ma w przypadku zarysów gwintów w śrubach pociągowych Bornemann, nieco przypominających wielokąty: środek smarny odkłada się w mikroskopijnie małych zagłębieniach i wykorzystuje te zagłębienia jako kieszenie smarowe. Tym samym gwinty Bornemann są z zasady lepiej smarowane niż gwinty toczone.

Lepsze smarowanie redukuje występowanie efektu stick-slip i zmniejsza tendencję do wżerania się gwintu.

Różne materiały, średnice i skoki

Proces produkcyjny, opracowany przez Bornemann, jest bardzo elastyczny i można go szybko dostosować do geometrii poszczególnych gwintów, ich rozmiarów i długości. Można stosować wszystkie materiały obrabialne, nawet tak egzotyczne jak Hastelloy, Incolloy, Inconel, Monel, tytan. Bez problemu można obrabiać także i stal hartowaną, tworzywa sztuczne czy stal antymagnetyczną.

Zmniejszenie ryzyka powstawania mikropęknięć

Coraz więcej klientów z branży technologii podnośnikowych wymaga, aby śruby podnoszące były testowane na mikropęknięcia i aby stosowany był wyłącznie materiał pierwotny, sprawdzony pod kątem pęknięć.

Gwinty, które są wciskane do formy w procesie formowania na zimno, mogą ściskać istniejące mikropęknięcia w materiale wstępnym i w ten sposób je ukrywać. Później pęknięcia te nie są już widoczne i nie można ich wykryć za pomocą zwykłych metod kontroli.

W procesie produkcyjnym Bornemann następuje cięcie włókien/pasm materiału, a sam materiał nie jest poddawany żadnym dodatkowym naprężeniom. Oznacza to, że zawsze można dokonać późniejszej kontroli pod kątem pęknięć oraz w 100% wykluczyć jakiekolwiek mikropęknięcia.

Jakość powierzchni śrub pociągowych Bornemann jest porównywalna z jakością powierzchni gwintów szlifowanych, a dokładność skoku, jaką można uzyskać na długości 300 mm, wynosi poniżej 0,03 mm. Żaden inny konkurencyjny proces produkcyjny nie pozwala uzyskać takiej precyzji, jeśli nie liczyć kosztownego szlifowania gwintów.

Tak wytworzone produkty cechują się nie tylko dużą dokładnością skoku, lecz także po obróbce końcówek śrub pociągowych oraz po obróbce spełniają wymogi tolerancji wymiarów w zakresie setnych części milimetra.

Proces łuszczenia gwintów, zoptymalizowany przez Bornemann, nadaje się szczególnie do gwintów precyzyjnych, jak również do gwintów specjalnych, zgodnie z wymogami produkowanych w małych i średnich ilościach (<5000 sztuk). Ostrza do gwintów specjalnych mogą być produkowane z uwzględnieniem ich konkretnej specyfiki, a przy tym także w sposób ekonomiczny. Jeśli gwinty miałyby być toczone, należałoby najpierw wyprodukować bardzo drogie szczęki do walcowania gwintów.

Ponadto w gwintach Bornemann występują tak zwane kieszenie smarowe. Powstają one dzięki przerwaniu cięcia podczas procesu produkcyjnego. Wskutek tego na zarysach gwintów pojawia się kształt przypominający wielokąt, w którego zgłębieniach może odkładać się substancja smarna. Dlatego też gwinty Bornemann nadają się szczególnie do zastosowań w technologii podnoszenia ciężkich ładunków, ponieważ przy dużym nacisku powierzchniowym konieczne jest stałe smarowanie. Ponadto, ze względu na lepsze smarowanie, gwinty Bornemann są mniej podatne na efekt stick-slip.

Dzięki narzędziu do projektowania gwintu, znajdującemu się na naszej stronie, można dowiedzieć się wszystkiego o potrzebnym gwincie. Otrzymają Państwo od nas niezobowiązujące wyliczenia. Szybko i precyzyjnie.

Schemat efektu stick-slip to nic innego jak sekwencja szarpnięć wstecz i poślizgów, naprzemienne przywieranie i ślizganie. Gdy system znajduje się w stanie przywierania i przechodzi do stanu poślizgu, może wystąpić efekt stick-slip. Dzieje się tak szczególnie przy niskich prędkościach poślizgu oraz gdy tarcie statyczne jest znacznie większe niż tarcie ślizgowe. Działa tu zasada podobna jak w przypadku trzęsienia ziemi, gdzie dwie płyty tektoniczne napinają się i wytwarzają siłę, aby pokonać tarcie statyczne. Gdy to tarcie statyczne zostanie pokonane, do poślizgu potrzebna jest znacznie mniejsza siła. Nadmiar siły jest rozpraszany w postaci poślizgu z efektem szarpania, wibracji i wynikającego z tego hałasu. W układzie ze śrubą pociągową i nakrętką występują podobne zależności. Podczas uruchamiania układ ulega wstrząsom i może drgać, co w przypadku odpowiedniego ciała dającego efekt rezonansu, powoduje nieprzyjemny, dźwięk, nieco przypominający pisk. Również i skrzypiące drzwi to skutek efektu stick-slip. Efekt ten jest z zasady niepożądany, ponieważ zakłóca przebieg ruchu i zwiększa zużycie elementów biorących udział w tym ruchu. W najgorszym przypadku efekt ten może prowadzić również do zatarcia całego układu. Więcej informacji na ten temat.

Efekt stick-slip występuje zazwyczaj wtedy, gdy tarcie statyczne jest znacznie większe niż tarcie ślizgowe. W celu uniknięcia tego efektu konieczne jest zmniejszenie tarcia statycznego. Jeśli wziąć pod uwagę następujący wzór:
FH = µH x FN
FH = siła tarcia statycznego lub tarcie statyczne
µ= współczynnik tarcia statycznego
FN = siła normalna

Tarcie statyczne jest iloczynem siły normalnej i współczynnika tarcia statycznego. Siła normalna jest to siła działająca prostopadle na zarysy gwintu, która wynika z ciężaru własnego i obciążenia (siły działające w gwincie). Jej wartości nie chcemy raczej zmieniać.

Współczynnik tarcia statycznego określa, jak dobrze dana powierzchnia się ślizga lub przylega. Najlepszym sposobem jest zmniejszenie jego wartości. Najprościej efekt takiego zmniejszenia można uzyskać, smarując zarysy gwintów.

W śrubach pociągowych Bornemann proces taki jest szczególnie skuteczny dzięki kieszeniom smarowym i stałemu smarowaniu, które jest możliwe dzięki ich obecności.

W przypadku gwintów o wżeraniu się lub zużyciu wskutek przywierania mówi się wówczas, gdy nakrętka i śruba wielokrotnie sczepiają się i rozrywają z powodu braku smarowania. Efekt ten występuje często w przypadku silnie obciążonych tribologicznie elementów gwintów, gdy nastąpiło oderwanie filmu smarowego.

Skutkiem takiej sytuacji może być zatarcie lub zgrzanie na zimno. Odczepienie takiego wżartego lub nawet zatartego gwintu jest niezwykle trudne lub wręcz niemożliwe. Nawet jeśli wżarty gwint można ponownie poluzować, jego powierzchnie nośne są zazwyczaj tak uszkodzone, że nie nadają się do użytku i muszą zostać całkowicie wymienione.

Zbyt chropowate zarysy gwintów są podatne na korozję i generują dużą siłę tarcia, która ułatwia wżeranie się gwintu. Zwój gwintu, który nie jest dokładnie gratowany lub skok, który nie jest stały, może spowodować zaklinowanie się gwintu, a tym samym nieodwracalne zatarcie lub zgrzanie na zimno.

Podobnie i zbyt gładka powierzchnia może spowodować, że zarysy gwintów będą się do siebie „przyklejać” jak dwie ściśnięte ze sobą tafle szkła. W przypadku gwintów o bardzo gładkich powierzchniach stykowych środek smarny jest wyciskany tak, że pomiędzy elementami ślizgowymi nie ma już filmu smarnego. W rezultacie na poziomie atomów bardzo wiele atomów metalu znajduje się na granicy faz. W szczególności, gdy te granice faz są pod ciśnieniem, prowadzi to do tworzenia się stabilnych sieci krystalicznych, których nie można już oddzielić od siebie bez zniszczenia. Mówi się wówczas o zgrzewaniu na zimno.

Dlatego też gwinty, które zostały wyprodukowane w procesie toczenia i dlatego mają bardzo gładkie powierzchnie, mają tendencję do częstszego wżerania się niż gwinty precyzyjne Bornemann.

Inną przyczyną tego zjawiska jest zbyt mała różnica twardości śruby i nakrętki.

Także i zbyt duże obciążenia mogą powodować wżeranie się gwintów lub nawet ich zatarcie.

Dlatego w bardzo wysokich temperaturach, z powodu braku smarowania i wskutek działania dużych sił, części mogą się również zapiec.

Schematyczne przedstawienie przyczyn wżerania się gwintów:

• niedostateczne smarowanie / oderwanie filmu smarowego
• niewłaściwy dobór materiałów
• duże obciążenie (duży nacisk powierzchniowy w obrębie gwintu)
• zbyt wysoka temperatura

Zanieczyszczenie śrub pociągowych jest często przyczyną poważnych wypadków. Najmniejsze cząsteczki działają jak papier ścierny i powodują wysokie zużycie lub prowadzą do zablokowania całych układów śrub i nakrętek. Dzieje się tak szczególnie jeśli nie zastosowano mieszków chroniących śruby pociągowe.

Aby w przypadku uszkodzenia jak najszybciej zidentyfikować przyczynę, zaleca się zawsze przeprowadzenie analizy smaru, co pozwala już na wstępie wykluczyć zanieczyszczenie jako przyczynę uszkodzenia.

W tym celu możemy wysłać naszym klientom zestaw do analizy, za pomocą którego można pobrać i zbadać próbkę smaru. Na podstawie pobranej próbki analizowane są wszystkie cząstki żelaza, zawartość wody, dodatki i w razie potrzeby zanieczyszczenia, a nasi klienci w ciągu kilku dni otrzymują szczegółowy raport z zaleceniami dotyczącymi działań.

Wykonane z jednego kawałka w standardowym zakresie 6000 i 7500 mm. W niektórych przypadkach możliwe jest specjalne walcowanie do 12 000 mm. W przeciwnym razie możemy produkować śruby wieloczęściowe. Następnie są one kołkowane, skręcane i sklejane. Najdłuższa śruba pociągowa wyprodukowana przez nas tym sposobem miała ponad 80 000 mm.

Możemy wykonać gwinty o maksymalnej średnicy Ø wynoszącej ok. 450 mm. Maksymalne wartości średnicy zależą również od dostępności materiału i zewnętrznego konturu śrub pociągowych.

Dzięki opracowaniu własnej konstrukcji tzw. łuszczarki podnoszącej do gwintów jesteśmy w stanie produkować bardzo długie nakrętki gwintowane oraz bardzo strome gwinty wewnętrzne. Ten fakt sprawia, że możemy wyprodukować gwint wewnętrzny o długości do 2500 mm.

Dokładność skoku śruby pociągowej określa, do jakiego celu może być używana dana śruba. Im wyższa dokładność skoku, w tym bardziej precyzyjnych układach można zastosować dany gwint.

Nasze śruby pociągowe mają gwinty o dokładności skoku 0,03 mm na długości 300 mm. Dlatego nasze gwinty precyzyjne nadają się szczególnie do zastosowań, w których wymagana jest wysoka dokładność pozycjonowania i długa żywotność.

Kieszenie smarowe wprowadzone celowo przez Bornemann w procesie produkcji mogą szczególnie dobrze magazynować i rozprowadzać środek smarowy. Dobre smarowanie jest szczególnie ważne w technologii podnoszenia ciężkich ładunków, ponieważ śruba może się zapiec na połączeniu z nakrętką, będąc poddana ogromnemu naciskowi powierzchniowemu. Ze względu na obecność kieszeni smarowych nakrętka gwintowana nie wyciska całkowicie środka smarnego. Ponadto drastycznie zmniejsza to ryzyko wystąpienia efektu stick-slip, który miałby bardzo duży wpływ na układ, zwłaszcza przy takich obciążeniach.

Dzięki dobremu smarowaniu napęd śruby pociągowej może często mieć mniejsze wymiary, ponieważ siła tarcia, którą należy pokonać, jest dzięki smarowaniu znacznie zredukowana. Więcej informacji na ten temat.

Wiele z naszych maszyn i narzędzi zostało specjalnie zaprojektowanych i wyprodukowanych przez nas do produkcji specjalnych profili gwintów. Dzięki temu wyjątkowo elastycznemu parkowi maszynowemu jesteśmy w stanie wyprodukować prawie wszystkie znane nam profile gwintów. Należą do nich m.in. gwinty trapezowe, gwinty trapezowe niesymetryczne / gwinty piłowe, gwinty ACME, gwinty drobnozwojne, gwinty metryczne, gwinty strome, gwinty okrągłe, gwinty ostre, gwinty krzyżowe, przekładnie ślimakowe i oczywiście odpowiednie nakrętki gwintowane. Ponadto możemy również produkować kąty zarysów dostosowane do indywidualnych potrzeb, związanych z danym zastosowaniem.

Gwinty ACME mają kąt zarysu wynoszący 29° i używane są przeważnie na terenie USA. W Europie przyjął się gwint trapezowy wg DIN 103 z kątem zarysu wynoszącym 30°. Oba gwinty są samohamowne.

Żywotność śruby pociągowej zależy od zastosowania, sposobu użytkowania, dopasowania materiałów pod względem smarowania i od innych czynników zewnętrznych.

Dla większości elementów w budowie maszyn do obliczania żywotności stosuje się uszkodzenia zmęczeniowe (= pęknięcia), jednak decydującą rolę w określaniu żywotności gwintów ślizgowych odgrywa zużycie. Na tribologię / tarcie w tym przypadku istotny wpływ ma smarowanie i temperatura (= czynniki zewnętrzne), a siły tarcia nie można – co zaskakujące – jeszcze dokładnie obliczyć lub przewidzieć.

Dlatego w ostateczności konieczne jest odtworzenie zużycia za pomocą rzeczywistych testów. Opracowaliśmy metodę, która pozwala odtworzyć w ciągu kilku tygodni zużycie z wielu lat. Dzięki temu możemy porównać różne rodzaje gwintów i smarów w zależności od potrzeb klienta, aby wybrać optymalne rozwiązanie. Więcej szczegółowych informacji można znaleźć także pod adresem: www.youtube.com/watch?v=tA4qDsPSmWk. Więcej informacji na ten temat.

Śruby do przekładni nawrotnych lub śruby z gwintem krzyżowym o jednym kierunku obrotu są stosowane na przykład do nawijania lin w konstrukcji dźwigów, kabli we wciągarkach offshore lub przędzy w produkcji tekstyliów. Produkujemy gwinty krzyżowe lub śruby do przekładni nawrotnych zgodnie z Państwa indywidualnymi rysunkami, z każdego materiału obrabialnego, także w wymiarach innych niż powszechnie stosowane, standardowe, czy to w formacie XXL, czy też do zastosowań małoformatowych.

W przypadku gwintu wielozwojnego mamy do czynienia z kilkoma gwintami przesuniętymi względem siebie. Liczba gwintów jest tożsama z liczbą zwojów. Dzięki zwiększonej liczbie zazębiających się gwintów uzyskuje się lepszy rozkład sił.

Ponadto możliwe jest uzyskanie dużego skoku osiowego. Dlatego też w przypadku gwintów wielozwojnych mówi się także często o gwintach stromych. Śruby pociągowe o gwintach stromych sprawiają, że niewielki ruch promieniowy przekładany jest na największy możliwy ruch osiowy.

Więcej szczegółowych informacji można znaleźć także pod adresem: https://www.youtube.com/watch?v=qiAlDcD8s9Q&t=15s