Направляющие и ШВП — теория. Урок 3: шарико-винтовая передача

Во втором уроке ШВП была одной из четырёх передач. Здесь — она одна: как устроена, чем точная отличается от простой, как её закрепить, что спросить у клиента при замене и почему она ломается.

Зачем это нужно

Фото: Graibeard, Wikimedia Commons, лицензия CC BY-SA 3.0; кадр обрезан

Шарико-винтовая передача, коротко ШВП, — это винт и гайка, между которыми катятся шарики. Она стоит почти на каждом станке с ЧПУ: двигает стол, шпиндельную бабку, суппорт.

Когда такой станок начинает оставлять ступеньки на детали, гудеть или идти рывками, механик почти всегда смотрит на ШВП.

Менеджеру этот урок нужен по трём причинам.

• Запрос «пришлите такую же ШВП» почти никогда не полный. Без пяти-шести уточнений новая передача не встанет на место старой.
• ШВП бывает простой и точной, и стоят они по-разному. Предложишь простую на станок — клиент потеряет точность; предложишь точную на перекладчик — переплатит.
• Чаще всего ШВП губят стружка и отсутствие смазки. Защита и смазка — повод предложить клиенту ещё и их.

Как устроена ШВП

Снаружи ШВП похожа на обычный ходовой винт с гайкой. Разница внутри: резьба у неё не острая, а в виде полукруглой канавки, и в канавке катятся шарики. Нажимай на точки.

Фото: RuinDig/Yuki Uchida, Wikimedia Commons, лицензия CC BY 4.0; кадр обрезан, фон заменён

Почему всё это ради шариков? Гайка винта скольжения трётся о резьбу, и большая часть силы двигателя уходит в нагрев.

У ШВП гайка катится, поэтому почти вся сила двигателя идёт в движение, а у винта скольжения заметная её часть уходит в нагрев. Отсюда три главных свойства ШВП.

Ещё одно важное свойство: ШВП толкает только вдоль винта. Вес стола и боковые силы несут направляющие, а не гайка. Если гайку тянет вбок — из-за перекоса при монтаже или изогнутого винта — она изнашивается в разы быстрее.

Точность и люфт

Накатанный винт или шлифованный

Канавку на винте делают двумя способами, и от этого зависят точность и цена.

Насколько точен винт, показывает класс точности: в каталогах его пишут буквой и числом. Буква у каждого завода своя — C, G, P или T, а число показывает точность: чем меньше, тем точнее. Российского ГОСТа на классы нет, их задаёт каталог производителя. Эти цифры запоминать не нужно, они есть в шпаргалке в конце курса.

Люфт и натяг

Люфт в ШВП появляется там, где шарикам просторно в канавке. На станке он виден сразу: при смене направления стол на мгновение стоит, и на детали остаётся ступенька. Нажимай на точки.

Опоры и длина винта

Винт крутится, значит, его концы лежат в подшипниках — опорах. Как их поставить, зависит от длины винта и скорости. Нажимай на точки.

Главная беда длинного винта — он гнётся под собственным весом, а на больших оборотах его начинает раскачивать, и он бьёт. Поэтому у каждой ШВП есть предельные обороты, и чем длиннее и тоньше винт, тем они ниже.

Что делают, когда ход большой и нужна скорость: ставят винт толще, зажимают его с обеих сторон, а на очень длинном ходу берут ремень или рейку — это было во втором уроке.

Концы винта под опоры обтачивают по месту: ступеньки, резьба под гайку крепления, паз под шпонку. У каждого станка эта обработка своя. Поэтому, заказывая винт на замену, просят чертёж концов или старый винт.

Что спросить при замене

Почти все запросы по ШВП — это ремонт: старая износилась, нужна такая же. «Такая же» складывается из нескольких параметров, и ни один нельзя угадать.

И ещё одно: гайку и винт меняют парой. Гайку подгоняют к своему винту, и новая гайка на изношенном винте будет болтаться так же, как старая.

Елисей принимает две цифры за весь заказ. Мирон спрашивает то, без чего новая передача не встанет на место старой.

Почему ломается и как защитить

У ШВП четыре главных врага. Почти каждая жалоба клиента — «хрустит», «идёт рывками», «появился люфт», «греется» — сводится к одному из них.

Отдельная ошибка при ремонте: гайку свинчивают с винта без оправки — трубки того же диаметра, что винт. Шарики высыпаются, и собрать их обратно правильно умеет не каждый механик.

Если клиент собирается снимать гайку сам, стоит его об этом предупредить.

Чем закрывают винт

Винт закрывают круглой гофрой — гармошкой из ткани или резины, которая сжимается и растягивается вместе с ходом гайки, — или спиральной защитой: стальной лентой, свёрнутой в пружину, которая выдвигается, как подзорная труба.

Какую защиту поставить, подбирают по стружке, температуре и ходу. И то и другое — наш товар: предлагай защиту вместе с ШВП, если у клиента стружка, пыль или СОЖ.

Итог третьего урока

• Понимаешь, как устроена ШВП: винт, гайка, шарики в канавке и канал, по которому они возвращаются.
• Отличаешь накатанный винт от шлифованного, читаешь класс точности и знаешь правило: класс новой ШВП не хуже, чем был.
• Понимаешь, откуда берётся люфт и почему натяг выбирают по задаче, а не «побольше».
• Знаешь, почему длинный быстрый винт крепят с двух сторон и когда вместо него берут ремень.
• Знаешь, что спросить при замене ШВП, и что винт с гайкой меняют парой.
• По жалобе клиента находишь причину: стружка, смазка, перекос или удар — и предлагаешь защиту винта.

Что сделать перед четвёртым уроком