Готовность к установке и высокая прочность
Компания Bornemann-Gewindetechnik уже более 25 лет производит резьбовые шпиндели и гайки практически для всех отраслей промышленности. Основным направлением производства является изготовление готовых к монтажу трапецеидальных винтовых передач, состоящих из шпинделей и комплектов гаек для тяжелых подъемных систем, например, используемых в подъемных системах для рельсового транспорта, в театральном и сценическом строительстве и в специальном машиностроении.
Для винтовых домкратов, в которых давление на поверхность превышает 20 ньютонов на квадратный миллиметр при высокой нагрузке и которые работают на очень низких окружных скоростях, постоянная смазка несущих боковых поверхностей резьбовых профилей является абсолютно необходимой. Недостаточное смазывание приводит к повышенному износу, чрезмерному выделению тепла и нежелательному эффекту скольжения.
Эффект скольжения
Эффект скольжения, который также известен как эффект прилипания, описывает рывковое скольжение твердых тел, движущихся навстречу друг другу. Эффект возникает всегда, когда статическое трение превышает трение скольжения. В зависимости от трибологической системы это приводит к возбуждению вибраций, которые излучаются с резонирующей поверхности в виде шума. Эффект обычно исчезает, как только партнеры по трению отделяются друг от друга промежуточным слоем или смазкой. Эффект «прилипания-скольжения», как правило, нежелателен в технических приложениях. Негативное влияние, вызванное этим эффектом, можно наблюдать в подшипниках, направляющих в линейной технике или резьбовых шпинделях в подъемной технике. Такие шумы, как скрип дверей, скрип рельсов при поворотах и дребезжание стеклоочистителей на стеклах автомобилей, являются хорошо известными последствиями этого эффекта.
Ральф Вюртель, менеджер по разработке приложений компании Klüber Lubrication: «Особенно в тяжелых подъемных системах неподходящие смазочные материалы могут легко привести к недостаткам смазки, которые вызывают повышенный износ и, как следствие, преждевременный выход системы из строя.» Причина отказов часто кроется в конструкции самих шпинделей. Отсутствие смазочных карманов на опорной поверхности резьбового профиля препятствует сохранению нанесенной смазки, когда гаечные профили скользят по шпинделю с высокой поверхностной нагрузкой. Смазка либо выдавливается с боковой поверхности, либо проталкивается перед гайкой. В обоих случаях смазочная пленка разрушается, что сначала вызывает повышение температуры и эффект проскальзывания с иногда глухим шумом, а впоследствии может привести к разрушению винтового привода.
Поворот, движение или вихрь?
Поводковые винты могут быть изготовлены с использованием различных производственных процессов. Точение и фрезерование резьбы — процессы, которые по экономическим причинам редко используются для изготовления таких винтов, в то время как накатывание или накатывание резьбы используется для изготовления резьбовых спиц методом холодной штамповки без стружки. Этот производственный процесс очень экономичен, но из-за высокой стоимости инструмента и наладки обычно может применяться только в крупных сериях. Кроме того, накатанная резьба способствует разрушению смазочной пленки из-за абсолютно светлой боковой поверхности резьбы. Накатанная трапецеидальная резьба имеет слишком высокое качество боковой поверхности из-за процесса деформации при полировке штампом или прессом, в которой также отсутствуют смазочные карманы. Это может привести к вышеупомянутому эффекту скольжения или разрушению смазочной пленки между шпинделем и гайкой.
Часто приводимый аргумент о более длительном сроке службы шпинделей с накатанной резьбой также не находит подтверждения. Компания Wirths-Werres предоставила это доказательство в ходе испытаний на выносливость. «Даже после многих часов работы шпиндели с вихревой резьбой показали лишь минимальные признаки износа», — пояснил Кристиан Зан, инженер-конструктор компании Wirths-Werres. По словам Кристиана Цана, напряжения в материале, вызванные процессом вихревой обработки, также часто приводят к дорогостоящей повторной обработке. В процессе вихревой обработки вихревой инструмент для изготовления шпиндельной резьбы состоит из приводного вихревого кольца с набором профильных инструментов. Он работает в так называемом огибающем резании, поскольку заготовка во время обработки вращается внутри этого инструментального кольца.
Огибающая резания начинается у наружного диаметра с толщиной стружки и глубиной стружки 0 и непрерывно увеличивается до расчетной толщины стружки и глубины стружки или глубины резьбы, после чего снова выходит из заготовки в точке 0. В результате получается очень мягкий срез с очень гладкой поверхностью. Поскольку набор инструментов состоит из нескольких отдельных режущих кромок, которые работают одна за другой в прерывистом резании, между резами на поверхности заготовки образуются микроскопически малые прерывания, которые создают многоугольные вогнутые грани в области E — смазочные карманы.
Эти смазочные карманы обеспечивают хорошие свойства смазочной пленки вихревых направляющих винтов, так как смазочный материал не соприкасается и не вытесняется под действием высоких поверхностных нагрузок на опорные поверхности резьбовых профилей в долинах многоугольников. В результате сравнения производственных процессов можно утверждать, что хотя накатка и шлифовка резьбовых профилей являются современными производственными процессами, которые рекомендуются для многих применений, для использования трапецеидальных винтов в системах винтовых домкратов следует предпочесть процесс вихревой обработки, используемый компанией Bornemann Gewindetechnik.