1 Zbigniew Wasiak Ć w i c z e n i e nr 14 (7) WYZNACZANIE

1
Zbigniew Wasiak
Ć w i c z e n i e nr 14 (7)
WYZNACZANIE CHARAKTERYSTKI ZESPOŁU POSUWU ZE ŚRUBĄ TOCZNĄ
Celem ćwiczenia jest poznanie rodzajów, budowy i działania nowoczesnego zespołu napędowego, stosowanego w napędach posuwu obrabiarek, jakim jest śrubowa przekładnia
toczna. Omówione będą równieŜ podstawowe sposoby łoŜyskowania przekładni i stosowane
łoŜyska. W praktycznej części ćwiczenia studenci nastawią i zmierzą wstępne napięcie nakrętek przekładni, obciąŜą ją siłą zewnętrzną i zmierzą obciąŜenia nakrętek oraz ich przemieszczenia względem śruby. Dokonają równieŜ pomiaru momentu tarcia nakrętek względem śruby
dla kilku wartości sił wstępnego napięcia nakrętek.
1. Budowa śrubowej przekładni tocznej
Podstawowymi elementami wchodzącymi w skład kaŜdej śrubowej przekładni tocznej są:
śruba „1” o specjalnym zarysie gwintu (p.rys.1), w obrabiarkach najczęściej jest to zarys łuku
koła, dwie nakrętki „2” i „3” oraz elementy toczne, którymi są najczęściej kulki „4”. Zwoje
gwintu śruby i nakrętek stykają się ze sobą nie bezpośrednio, lecz poprzez elementy toczne,
dzięki czemu w przekładni występuje niemal tylko tarcie toczne, co przyczynia się do zmniejszenia oporów jej ruchu w czasie pracy. Dla zapewnienia prawidłowej współpracy kulek z
powierzchniami gwintu śruby i nakrętek, będącymi dla nich bieŜniami, małych odkształceń
kulek i bieŜni oraz małych oporów ruchu, promienie łukowych bieŜni śruby r2s i nakrętki r2n
są o około 5% większe od promienia kulek r1 (p.rys.1c), podobnie jak ma to miejsce w łoŜyskach kulkowych. Średnice dws dna gwintu śruby oraz dzn dna gwintu nakrętek są tak dobrane,
Ŝe kąt α działania przekładni (p. rys.1c), czyli kąt pomiędzy prostą prostopadłą do osi przekładni a prostą łączącą punkty styku kulek z bieŜniami, wynosi około 45o. W czasie względnego ruchu śruby i nakrętek (najczęściej śruba wykonuje ruch obrotowy a nakrętki ruch prostoliniowy wzdłuŜ osi śruby) kulki przetaczają się po bieŜniach gwintu i po jednym lub po
kilku obiegach wokół osi przekładni powracają kanałem powrotnym „5” do połoŜenia początkowego. Dzięki temu kulki nie mogą wytoczyć się z przekładni i pracują w zamkniętym obiegu. Nakrętki mogą mieć kilka kanałów powrotnych, a więc i kilka niezaleŜnych obiegów, z
których kaŜdy moŜe obejmować kilka - zwykle 1 lub 3, zwojów gwintu. Kanał powrotny moŜe być wewnętrzny (rys.1a) lub zewnętrzny (rys.1b). W pierwszym rozwiązaniu kulki „4”
wchodząc do kanału powrotnego „5” przetaczają się między kolejnymi, sąsiednimi zwojami
1
2
gwintu po zewnętrznej powierzchni śruby „1”, nie tracąc z nią kontaktu. Pokazana na rys.1a
przekładnia zawiera 4 kanały powrotne „5” w kaŜdej z nakrętek, a więc i cztery niezaleŜne
obiegi kulek. KaŜdy obieg kulek zamyka się w granicach jednego zwoju gwintu, poniewaŜ
Rys.1. Budowa śrubowej przekładni
tocznej: a) z kanałem powrotnym
wewnętrznym, b) z kanałem zewnętrznym, c) geometria gwintu z
zarysem jednołukowym
drogi przemieszczania się kulek nie mogą się przecinać. Drugie rozwiązanie charakteryzuje
się tym, Ŝe kulki „4”, wchodzące do kanału powrotnego tracą kontakt ze śrubą, zaś odpowiednio ukształtowany kanał „5” znajduje się w korpusie nakrętki „2” lub na zewnątrz tego korpusu. Kanał taki mają nakrętki, w których jeden obieg obejmuje kilka zwojów gwintu (najczęściej trzy zwoje). Jednoobiegową przekładnię toczną z takimi kanałami powrotnymi przedstawiono na rys.1b. Kanały te są wykonane we wkładkach 5, przytwierdzonych do korpusów
nakrętek „2”. Z uwagi na łukowy kształt bieŜni nakrętek i śruby przedstawioną przekładnię
nazywa się przekładnią z zarysem jednołukowym.
Jeśli w pokazanej na rys.1 przekładni nastąpi zmiana zwrotu osiowych sił „F” (p. rys.1c)
to nakrętka przemieści się względem śruby o wartość luzu „x+y”, wynoszącego kilka dziesiątych części milimetra, a styk kulek z bieŜniami będzie następował nie w punktach „A-A”, lecz
w „B-B”. PoniewaŜ przekładnia taka, szczególnie w obrabiarkach sterowanych numerycznie,
spełnia nie tylko rolę mechanizmu zamiany ruchu obrotowego na prostoliniowy lecz uczestniczy najczęściej takŜe w pomiarze połoŜenia przemieszczanego zespołu (stołu, sań, suportu) to
występowanie takiego luzu jest niedopuszczalne. Aby zapobiec przemieszczaniu się nakrętek
względem śruby w granicach występującego luzu wprowadza się „wstępne napięcie” przekładni. W tym celu stosuje się dwie nakrętki „2” i „3”, rozdzielone pierścieniem „6” (p. rys.1a,
1b) i dociskane do niego śrubami „7”. Grubość pierścienia „6” dobiera się tak, aby zapewnić
2
3
określoną wartość luzu lub wywołać wstępne odkształcenie kulek i bieŜni w punktach „A-A”.
Usuwanie luzu i wstępne odkształcanie elementów przekładni nosi nazwę „napięcia wstępnego”. WyraŜa się je najczęściej w jednostkach siły wzajemnego oddziaływania nakrętek na siebie, gdy przekładnia nie jest obciąŜona Ŝadną siłą zewnętrzną. Wartość siły wstępnego napięcia nakrętek powinna być dobrana tak, by przy działaniu największego zewnętrznego obciąŜenia przekładni nie nastąpiło „otwarcie nakrętek”, równoznaczne ze spadkiem nacisków w
punktach „A-A” w jednej z nakrętek do zera i z pojawieniem się luzu w przekładni. Znanych
jest co najmniej kilkanaście róŜnych mechanizmów umoŜliwiających wprowadzenie wstępnego napięcia nakrętek przekładni.
Wprowadzenie wstępnego napięcia przekładni wymaga stosowania dwóch nakrętek, co
wymaga zwiększenia długości śruby lub ogranicza drogę przemieszczania nakrętek i zespołu
maszyny. W niektórych przypadkach nie moŜna stosować dwóch nakrętek. Aby wprowadzić
wtedy wstępne napięcie stosując jedną tylko
nakrętkę moŜna wykonać zarys gwintu jako
dwułukowy, przedstawiony na rys.2. Pomiędzy
bieŜnię śruby i nakrętki wprowadza się wtedy
„kulki nadwymiarowe”, które odkształcają siebie i bieŜnie w punktach styku „A-A” i „B-B”.
Średnice kulek powinny być dobrane tak, by
Rys.2. Geometria gwintu z zarysem dwułukowym
nastawiona siła wstępnego napięcia zapewniała
ciągłe występowanie nacisków we wszystkich
czterech punktach styku kulek z bieŜniami, czyli by nakrętka nie uległa „otwarciu”. W przypadku zuŜywania się elementów przekładni wprowadzone napięcie będzie się zmniejszać i po
pewnym okresie eksploatacji przekładni konieczna będzie wymiana kulek na większe. Zatem
napięcie to moŜe być zmieniane tylko w sposób stopniowy. W przypadku przekładni przedstawionej na rys.1 dla zmiany siły wstępnego napięcia nakrętek wystarczy zaś przeszlifowanie
pierścienia „6” na odpowiedni wymiar grubości i ponowne skręcenie nakrętek śrubami „7”.
PowaŜny problem w wykonaniu nakrętek przekładni stanowią kanały powrotne. Stawia
się im wysokie wymagania dotyczące dokładności wykonania. Powinny one wprowadzać kulki dokładnie w oś zarysu gwintu, mieć odpowiednie wymiary zapobiegające zakleszczaniu się
w nich kulek jak i zapewniać łagodne zmiany kierunku prowadzenia kulek. MoŜna jednak
zbudować taką przekładnię bez kanału powrotnego. Śruba musi być wtedy wielozwojna, a co
najmniej trzyzwojna. Nakrętkę stanowi zaś tuleja z pierścieniowymi rowkami (wybraniami),
3
4
rozstawionymi w odległości równej podziałce gwintu
śruby. Przekładnię taką przedstawia rys.3. Przekładnia ta
zawiera trzyzwojną śrubę „1”, kulki „2” oraz „nakrętkę”
„3”, nie z rowkami gwintowymi lecz z rowkami pierścieniowymi. W kaŜdej płaszczyźnie przekroju promieRys.3. Śrubowa przekładnia
toczna bez kanału powrotnego
niowego rowka nakrętki moŜna umieścić liczbę kulek
równą zwojności gwintu śruby. Liczba kulek jest wtedy
około 10 razy mniejsza niŜ w przekładni pokazanej
wcześniej, zatem mniejsza jest jej nośność i sztywność, stąd taka przekładnia nie znajduje
szerszego zastosowania w budowie obrabiarek. Przekładnia ta nie wymaga jednak stosowania
kanału powrotnego, a kulki nie wytaczają się z nakrętki, bowiem nie posiada ona rowka gwintowego.
Śrubowe przekładnie toczne budują przede wszystkim znane firmy łoŜyskowe np. japońskie f-my NSK, THK, niemieckie FAG, INA. W Polsce producentem takich przekładni jest
Fabryka Obrabiarek Precyzyjnych „AVIA”. Znane są równieŜ inne przekładnie śrubowe toczne. Np. f-ma SKF buduje przekładnie planetarne, w których zamiast kulek pomiędzy śrubą i
nakrętkami (nakrętką) znajdują się rolki, wykonujące ruch obiegowy wokół osi śruby, podobnie jak satelity w mechanizmie planetarnym. Wymiary elementów takiej przekładni i zwojności gwintów moŜna wtedy dobrać tak by rolki nie wytaczały się z nakrętek, zatem nie ma potrzeby stosowania „kanałów powrotnych”. Katalogi takich przekładni będą dostępne do wglądu w czasie zajęć.
Śrubowe przekładnie toczne znane są juŜ od ponad stu lat. Początkowo znalazły zastosowanie w budowie mechanizmów kierowniczych cięŜkich pojazdów. Dziś stosowane są przede
wszystkim w napędach posuwu obrabiarek dokładnych i sterowanych numerycznie. Ponadto
znane są ich zastosowania w budowie mechanizmu podnoszenia i opuszczania szyb samochodowych, w budowie przyrządów pomiarowych i transportowych, w lotnictwie i w nawigacji.
2. Zalety i wady śrubowej przekładni tocznej
Stosowanie śrubowych przekładni tocznych w budowie obrabiarek zostało wymuszone
koniecznością bezluzowej pracy mechanizmów napędowych, uczestniczących jednocześnie w
pomiarze połoŜenia przemieszczanego zespołu. Ich zalety, w porównaniu do przekładni ślizgowych, wynikają ze zmniejszenia tarcia pomiędzy elementami wykonującymi ruch względny, a to dzięki prawie całkowitemu wyeliminowaniu tarcia ślizgowego i zastąpieniu go tarciem tocznym. Zalety te są następujące:
4
5
- małe straty energii i małe nagrzewanie się przekładni. Ma to znaczenie szczególnie wtedy
gdy przekładnia realizuje szybkie przesuwy, wolne ruchy robocze i ruchy ustawcze,
- wysoka sprawność, dla stosowanych skoków i
średnic gwintu wynosi ona ponad 0,9, natomiast dla śrub ślizgowych 0,2 do 0,4. Porównanie sprawności obu przekładni przedstawia
rys.4,
- prawie zupełna niezaleŜność siły tarcia tocznego od prędkości ruchu, co wraz z małą wartoRys.4. Porównanie sprawności przekładni
śrubowych - tocznej i ślizgowej,
wowy zespołu maszyny, nawet przy bardzo maprzy zamianie ruchu obrotowego na
prostoliniowy
łej jego prędkości (brak skłonności do stickścią tej siły zapewnia równomierny ruch posu-
slipu),
- moŜliwość całkowitego usunięcia luzu pomiędzy śrubą i nakrętkami oraz wywołania
wstępnego napięcia elementów składowych. Zapewnia to znaczną sztywność przekładni
oraz moŜliwość uzyskania duŜej dokładności ustalania połoŜenia stołów, sań lub suportów
maszyn,
- wysoka trwałość i niezawodność, podobnie jak łoŜysk tocznych.
Do wad omawianej przekładni moŜna zaliczyć:
- konieczność bardzo dokładnego wykonania i utwardzania (powyŜej 60HRC) powierzchni
bieŜni nakrętek i śruby. Przy małej średnicy śruby i znacznej jej długości zwiększa to koszty wykonania, a ponadto producenci ograniczają długości śrub w zaleŜności od średnicy i
wymaganej dokładności gwintu śruby,
- brak samohamowności. Szczególnie gdy przekładnia napędza zespoły po prowadnicach
usytuowanych pionowo to konieczne jest stosowanie blokad uniemoŜliwiających samoczynne opadanie zespołu.
3. Odkształcenia zespołu śrubowej przekładni tocznej
Jak wspomniano wyŜej śrubowa przekładnia toczna najczęściej spełnia w obrabiarce podwójną rolę. SłuŜy ona do zamiany ruchu obrotowego na prostoliniowy i jednocześnie uczestniczy w pomiarze połoŜenia przemieszczanego zespołu. Przykład takiego zastosowania przekładni w obrabiarce sterowanej numerycznie ilustruje schemat napędu posuwu z rys.5a. W
tym przypadku silnik „2” o ruchu obrotowym napędza śrubę, która nadaje saniom 3 ruch prostoliniowy wzdłuŜ osi śruby. Pomiar przemieszczenia zespołu „3” odbywa się metodą pośred-
5
6
nią. W tym celu na wale silnika zamontowano obrotowy układ pomiaru połoŜenia „4”, który zlicza
liczbę obrotów śruby z Ŝądaną dokładnością, np. do
0,0001 obrotu. MnoŜąc liczbę obrotów śruby przez
skok gwintu otrzymuje się drogę liniową (przemieszczenie) zespołu „3”. Sygnał z licznika „4”
Rys.5. Pomiar połoŜenia sań obrabiarki
przesyłany jest do elektronicznego układu sterowa- a) pomiar pośredni przez obrotowy układ pomiarowy,
nia „1” tak długo aŜ zespół „3” nie osiągnie Ŝądane- b) pomiar bezpośredni przez liniowy układ pomiarowy
go połoŜenia. Po osiągnięciu tego połoŜenia silnik
przestaje napędzać śrubę, a zespół znajduje się w
1- elektroniczny układ sterowania, 2- silnik serwomechanizmu, 3- sanie obrabiarki, 4- obrotowy układ
pomiaru połoŜenia, 5- liniowy układ pomiaru połoŜenia
zaprogramowanym połoŜeniu. W droŜszym, i dlatego rzadziej stosowanym, układzie z bezpośrednim pomiarem połoŜenia (rys.5b) układ liniowy „5” bezpośrednio mierzy połoŜenie
przemieszczanego zespołu.
W pokazanym na rys.5a schemacie napędu posuwu poza kontrolą znajdują się odkształcenia elementów występujących pomiędzy saniami „3” a obrotowym układem pomiaru połoŜenia „4”. Luzy występujące pomiędzy tymi elementami oraz ich odkształcenia spowodują, Ŝe
pomiar będzie obarczony błędem. Aby
uzyskać mały błąd połoŜenia sań naleŜy
wyeliminować wszystkie luzy w połączeniach elementów, a ich odkształcenia
utrzymać w określonych granicach. Na
rys.6 pokazano jakie odkształcenia mogą
wpływać na ten błąd. W przykładzie tym
uwzględniono odkształcenia następujących
elementów śrubowej przekładni tocznej:
obudowy łoŜysk wzdłuŜnych „∆OŁ”, saRys.6. Schemat występowania odkształceń
mych łoŜysk „∆Ł”, odcinka śruby o długoelementów śrubowej przekładni tocznej i
ści l1 - „∆l” , nakrętek „∆N” oraz obudowy
ich zaleŜność od osiowego obciąŜenia
nakrętek „∆ON” i przedstawiono je w funkcji osiowej siły P0, działającej na układ równolegle
do osi śruby. Przyjęto dla uproszczenia, Ŝe zaleŜność odkształcenia wymienionych elementów
od siły P0 jest liniowa. Sumaryczne odkształcenia ∆U spowodują błąd ustalenia połoŜenia
przemieszczanego zespołu, co oznacza, Ŝe przemieszczane sanie znajdą się nie w zaprogramowanym punkcie A lecz w punkcie B, a to z kolei spowoduje błąd wymiarowy obrabianego
6
7
przedmiotu. DąŜyć zatem naleŜy do zapewnienia odpowiednio małych odkształceń elementów
składowych tego układu. Oprócz siły osiowej P0 na śrubę działa jeszcze moment skręcający,
ale wywołane nim odkształcenia osiowe są o dwa rzędy mniejsze od odkształceń spowodowanych siłą osiową. ObciąŜenia prostopadłe do osi śruby nie mogą działać na śrubę, muszą być
natomiast przenoszone przez prowadnice maszyny.
3.1. Odkształcenia łoŜysk tocznych i śruby
Śruba toczna w obrabiarce powinna być ułoŜyskowana w kierunku poprzecznym i w kierunku wzdłuŜnym. ŁoŜyska poprzeczne mają za zadanie ustalić połoŜenie śruby w kierunku
promieniowym. PołoŜenie to powinno być równoległe do kierunku przesuwu napędzanego
zespołu, aby wyeliminować zginanie śruby i wprowadzanie dodatkowych jej obciąŜeń. WaŜniejszą rolę odgrywają łoŜyska wzdłuŜne, które przenoszą obciąŜenie działające w osi śruby i
dlatego muszą one zapewnić odpowiednią jej sztywność. Do wzdłuŜnego łoŜyskowania śruby
stosuje się wzdłuŜne łoŜyska kulkowe np. serii „511..”, wzdłuŜno-skośne łoŜyska kulkowe
oraz wzdłuŜne łoŜyska walcowe. Te ostatnie, znane od dawna, nie znalazły szerszego zastosowania w budowie maszyn z uwagi na róŜnice prędkości występujące wzdłuŜ walcowych
elementów tocznych i związane z tym zwiększone poślizgi oraz opory ruchu. Jednak ich
sztywność w kierunku osiowym jest około trzykrotnie większa niŜ łoŜysk kulkowych. Z uwagi na małe prędkości obrotowe śrub i wymaganą sztywność znalazły one zastosowanie do ich
łoŜyskowania.
Porównanie
ugięć
pary
wzdłuŜnych łoŜysk kulkowych 51105 z ugięciem
wzdłuŜnych
łoŜysk
walcowych
ZARN2557TN prezentuje rys.7. Przedstawiono na nim ugięcia łoŜysk bez napięcia
wstępnego (linie ciągłe) oraz napiętych siłą
osiową Q=10kN (linie kreskowe). Widać z
Rys.7. Porównanie ugięcia łoŜysk wzdłuŜnych niego, Ŝe wstępne napięcie łoŜysk znacznie
kulkowych i walcowych bez napięcia
zmniejsza ich ugięcie pod wpływem zewnęwstępnego i napiętych wstępnie
trznej siły P0. Otwarcie kulkowych łoŜysk wzdłuŜnych następuje gdy siła osiowa P0 przekroczy wartość 2,83Q, zaś otwarcie łoŜysk walcowych gdy P0>2,16Q. Punkty odpowiadające
momentowi otwarcia łoŜysk oznaczono kółkiem na odpowiednich krzywych na rys.7.
Obecnie praktyczne zastosowanie w łoŜyskowaniu śrub tocznych znajdują precyzyjne łoŜyska skośno-wzdłuŜne o kącie działania 60o, oraz bloki łoŜyskowe (firma INA), składające
się z poprzecznego łoŜyska igiełkowego i dwóch wzdłuŜnych łoŜysk walcowych. Budowę ta-
7
8
kiego bloku ilustruje rys.8. Pomiędzy tuleją (bieŜnią łoŜyska igiełkowego) a bieŜniami łoŜysk
wzdłuŜnych występuje, dobrany przez producenta, luz „L”,
który zostaje usunięty po osadzeniu łoŜyska na śrubie i napięciu go poprzez odpowiednią nakrętkę. Wielkość usuniętego luzu decyduje o wielkości wstępnego napięcia łoŜyska.
Zwykle producenci wykonują łoŜyska z małym, średnim i
duŜym luzem „L”, co umoŜliwia uzyskanie małego, średniego lub duŜego napięcia wstępnego. Omówione łoŜyska osadzane są zawsze parami, aby moŜna było wprowadzić
wstępne ich napięcie. ŁoŜyska skośne i omówione wyŜej Rys.8. Budowa bloku łoŜyskowego
z łoŜyskiem poprzecznym
bloki łoŜyskowe ustalają śrubę jednocześnie w kierunku poigiełkowym i dwoma walprzecznym i wzdłuŜnym.
cowymi łoŜyskami wzdłuŜnymi
Śruba toczna moŜe być łoŜyskowana w kierunku
wzdłuŜnym jednostronnie (rys.9a, c) lub dwustronnie (rys.9b, d, e). W pierwszym przypadku
łoŜyska skośno-wzdłuŜne (lub inne) umieszcza się tylko na jednym z dwóch czopów śruby,
drugi koniec łoŜyskowany jest tylko w kierunku poprzecznym (rys.9a), a w przypadku gdy śruba jest
krótka rolę łoŜyska poprzecznego spełniają nakrętki
(rys.9c). W drugim przypadku na kaŜdym końcu
śruby umieszcza się parę, lub trzy łoŜyska, zaś w razie potrzeby uzyskania wysokiej sztywności łoŜyskowania nawet cztery łoŜyska. Takie łoŜyskowanie Rys.9. Sposoby wzdłuŜnego łoŜyskowania
śruby tocznej za pomocą skośnych
nastręcza trudności montaŜowe i czyni śrubę wraŜłoŜysk kulkowych
liwą na wahania temperatury, które mogą wprowadzić zmianę jej napięcia jak i napięcia samych
łoŜysk. Schematy jednostronnego i dwustronnego
wzdłuŜnego ułoŜyskowania śruby tocznej za pomocą łoŜysk skośno-wzdłuŜnych pokazano na
rys.9.
Sposób łoŜyskowania śruby ma zasadniczy Rys.10. Wpływ sposobu łoŜyskowania śruby
na przemieszczenie ∆l nakrętek
wpływ na jej sztywność. W przypadku łoŜyskowania wzdłuŜnego jednostronnego zewnętrzne obciąŜenie P0 przenosi tylko jeden odcinek
śruby lI, zawarty pomiędzy łoŜyskami a nakrętką, przy łoŜyskowaniu zaś dwustronnym siła P0
8
9
dzieli się na dwa składniki (p. rys.10), przenoszone odpowiednio przez oba odcinki śruby o
długości lI i (l-lI). W pierwszym przypadku w miarę zwiększania się długości odcinka lI śruby
(oddalanie się nakrętki od podpory) zwiększa się przemieszczenie ∆l nakrętki wywołane odkształceniem się śruby. W drugim zaś przypadku przemieszczenie to w mniejszym stopniu zaleŜy od połoŜenia nakrętki na śrubie i jest największe, gdy nakrętka znajduje się w pobliŜu połowy odległości rozstawu łoŜysk. Zmiany tego przemieszczenia w zaleŜności od połoŜenia
nakrętek na śrubie o nominalnej średnicy dn=32mm, łoŜyskowanej jedno- lub dwustronnie za
pomocą wzdłuŜnych łoŜysk walcowych ZARN2557TN, napiętych siłą 10kN, pokazano na
rys.10.
3.2. Przemieszczenia i wykresy wstępnego napięcia łoŜysk i nakrętek
Zakłada się, Ŝe ugięcia łoŜysk tocznych jak i przemieszczenia nakrętek względem śruby
spowodowane są przede wszystkim odkształceniami punktowych lub liniowych styków elementów tocznych i bieŜni. W przypadku gdy elementami tocznymi są kulki przemieszczenie
nakrętek (podobnie jak i łoŜysk) moŜna opisać zaleŜnością: ∆N=cP2/3, w której P jest osiowym obciąŜeniem, zaś „c” jest współczynnikiem zaleŜnym od materiału, wymiarów i geometrii bieŜni oraz kulek, liczby kulek i kąta działania przekładni (łoŜyska). W obrabiarkach stosuje się wyłącznie śrubowe przekładnie toczne z nakrętkami i łoŜyskami napiętymi wstępnie.
Jednym ze sposobów wywołania napięcia nakrętek jest umieszczanie pomiędzy dwoma nakrętkami „1” i „2” pierścienia „3” o odpowiedniej grubości, jak to przedstawia rys.11a. Na
schemacie (rys.11b) przedstawiono za pomocą spręŜyn o sztywności j1 i j2 podatne elementy
układu (styk kulek z bieŜniami), przemieszczenia ∆N1 i ∆N2 nakrętek wywołane siłą wstępnego napięcia Q oraz przemieszczenie ∆N wywołane zewnętrzną siłą P0. Zaznaczono równieŜ
siłę osiową P0 oraz obciąŜenia nakrętek - „1” jako P1 oraz nakrętki „2” jako P2. W przedstawionym przypadku obciąŜenie zewnętrzną siłą osiową P0 wstępnie napiętych nakrętek spowoduje „dociąŜenie” nakrętki „1”, co oznacza, Ŝe jej obciąŜenie wzrośnie powyŜej siły Q
wstępnego napięcia, oraz „odciąŜenie” nakrętki „2”, czyli spadek jej obciąŜenia poniŜej siły
napięcia Q. Przedstawione wyŜej zaleŜności obrazuje lepiej wykres „wstępnego napięcia”
(rys. 11e). Aby go zbudować naleŜy sporządzić wykresy zaleŜności osiowych przemieszczeń
nakrętek od ich osiowego obciąŜenia ∆N1= f(P) oraz ∆N2=f(P). ZaleŜności te moŜna uzyskać
drogą odpowiednich pomiarów lub drogą obliczeniową z podanego juŜ wyŜej wzoru
∆N=cP2/3. Pokazano je przykładowo na rys.11c i d. W następnej kolejności naleŜy zbudować
układ współrzędnych, na którego osi pionowej będą odkładane obciąŜenia, a na osi poziomej
9
10
przemieszczenia (rys.11e). Jeśli znana jest wartość siły „Q” wstępnego napięcia nakrętek
(punkt D na osi sił) to krzywe z rys.11c i 11d naleŜy przesunąć na układ współrzędnych
wzdłuŜ odpowiednich osi tak, aby przecięły się w punkcie D, leŜącym na osi obciąŜeń, a odpowiadającym wstępnemu napięciu „Q” nakrętek, otrzymując
wykres
wstępnego
(rys.11e).
moŜna
napięcia
Podobny
zbudować
wstępnie
wzdłuŜnych
napiętych
wykres
dla
pary
łoŜysk
kulkowych
lub
walcowych, jak i dla łoŜysk skoRys.11. Budowa wykresu wstępnego napięcia nakrętek: a)
śnych.
nakrętki wstępnie napięte, b) schemat połączenia
podatnych elementów układu, c) i d) zaleŜności
Jeśli znana jest wartość
przemieszczeń od obciąŜenia nakrętek, e) wykres
osiowej siły P0 (np. siła posuwu
wstępnego napięcia
sań obrabiarki) jaka działa na
przekładnię, to z wykresu moŜna odczytać wartość obciąŜenia kaŜdej z nakrętek przekładni P1 i P2 oraz przemieszczenie ∆N nakrętek względem śruby. Sposób umieszczania siły P0 (odcinek CB) na wykresie oraz sposób odczytu sił P1 (odcinek AB) i P2 (odcinek AC), jak i przemieszczenia ∆N pokazuje rys.11e. Z wykresu moŜna odczytać równieŜ wartość największej
siły P0max (odcinek EF), poniŜej której nie nastąpi jeszcze otwarcie nakrętki odciąŜanej (P2>0)
. Spełniony jest przy tym, jak widać warunek równowagi sił P0, P1, i P2 w postaci P1 = P0 + P2.
Jeśli znane są siły P0 i Q oraz współczynnik „c” to przemieszczenie ∆N moŜna obliczyć równieŜ z przybliŜonego wzoru: ∆N =
c • P0
3
3
Q
, słusznego jednak tylko pod warunkiem, Ŝe P2>0 lub
P0<2,83Q, kiedy to nakrętka „2” nie uległa „otwarciu”.
Nieco inaczej przebiega budowa wykresu wstępnego napięcia nakrętek (łoŜysk) jeśli znana jest największa wartość siły osiowej P0max, a poszukiwana jest wymagana siła napięcia nakrętek Q. Budowę tego wykresu moŜna wyjaśnić równieŜ na przykładzie rys.11e. Podobnie
jak w poprzednim przypadku naleŜy znać zaleŜności przemieszczeń od obciąŜeń ∆N1=f(P)
oraz ∆N2=f(P), przedstawione w części „c” i „d” rys.11. W części „e” rysunku naleŜy umieścić najpierw tylko oś przemieszczeń (linia pozioma), z dowolnego miejsca tej linii (punkt E)
wystawić pionowo wektor siły P0max (odcinek EF), w początku tego wektora (punkt E) zaczepić krzywą ∆N2=f(P), a przez koniec tego wektora (punkt F) przeprowadzić krzywą ∆N1=f(P),
10
11
jednak tak by jej początek leŜał na osi przemieszczeń (punkt G). Punkt przecięcia krzywych
(punkt D) wyznacza wymaganą siłę napięcia „Q” nakrętek. Przez ten punkt naleŜy poprowadzić pionową
linię, która będzie osią sił.
Aby zapewnić duŜą sztywność przekładni (małe
przemieszczenia ∆N) jej nakrętki powinny znajdować
się moŜliwie blisko siebie, zaś wszystkie elementy
wchodzące w skład przekładni powinny być odpo-
Q
Rys.12. ZaleŜność przemieszczenia ∆N
wiednio sztywne. Nakrętki powinny być napięte siłą Q,
napiętych wstępnie nakrętek od
siły Q wstępnego napięcia
która zapewni, Ŝe nakrętka odciąŜana nie ulegnie
„otwarciu”. Stosowanie większych sił napięcia jest niepoŜądane, poniewaŜ nie przyczynia się
do wyraźnego zwiększenia sztywności, na co wskazuje wykres zaleŜności ∆N=f(Q), przedstawiony na rys.12. Widać bowiem, Ŝe wraz ze wzrostem siły Q wstępnego napięcia przemieszczenia ∆N wywołane siłą P0 maleją intensywnie, ale tylko do momentu, gdy napięcie
jest wystarczająco duŜe, by zapewnić nieotwieranie nakrętki odciąŜanej. Wartość tego napięcia oznaczono na wykresie (rys.12) za pomocą punktów. Jeśli zostanie przekroczona wartość
wstępnego napięcia, które zapewnia nieotwieranie nakrętki odciąŜanej to dalszy jego wzrost
nie przyczynia się do znacznego obniŜenia przemieszczeń ∆N, powoduje jednak wzrost obciąŜenia nakrętek, zwiększenie momentu tarcia przekładni i przyspiesza jej zuŜycie. Ze
względu na pokazany przebieg krzywych przemieszczenia napięcie Q powinno być dobrane
tak, by otwieranie połączenia nakrętek nie występowało. Stosowanie zaś większego napięcia
wstępnego, niŜ wymagane dla zapewnienia nieotwierania nakrętki odciąŜanej, nie jest celowe.
4. Tarcie pomiędzy nakrętkami a śrubą
W czasie pracy przekładni tocznej, kiedy to ma miejsce względny ruch nakrętek i śruby,
pomiędzy elementami tocznymi a bieŜniami przekładni występuje tarcie toczne, ślizgowe i
wiertne. Konstrukcja przekładni zapewnia, Ŝe udział tarcia tocznego jest największy, pozostałe zaś rodzaje tarcia są często do pominięcia. WiąŜą się z tym zalety, jakie posiada śrubowa
przekładnia toczna.
Istnieje wiele hipotez, które próbują wyjaśnić przyczyny występowania tarcia tocznego.
Spośród nich najprostszą i najbardziej rozpowszechnioną jest teoria histerezy spręŜystych odkształceń elementów tocznych i bieŜni. Teoria ta zakłada, Ŝe jeśli kulka (element toczny) znajduje się pomiędzy dwoma powierzchniami, dociskanymi do siebie siłą normalną „N”, to w
11
12
czasie względnego ruchu obu powierzchni reakcja podłoŜa zostaje przesunięta w stosunku do
normalnej do powierzchni, przechodzącej przez oś kulki, o wartość „f”, zwaną współczynnikiem tarcia tocznego. Na rysunku 13 przedstawiono kulkę i bieŜnie dociskane siłą „N”. W
części a) pokazano połoŜenie sił i rozkład nacisków gdy nie występuje względny ruch kulki i
bieŜni, w części b) zaś gdy taki ruch występuje.
a)
b)
W celu podtrzymania względnego ruchu obu
powierzchni do jednej z nich naleŜy przyłoŜyć
siłę „T”, równoległą do kierunku ruchu. Wartość
siły „T” moŜna wyznaczyć z warunku równowagi momentów względem środka kulki, bowiem
T=
N•f
. W zaleŜności tej „N” jest siłą norr1
Rys.13. Schemat sił działających na kulkę
malną do powierzchni styku kulki z bieŜniami,
umieszczoną pomiędzy bieŜniami: a) stan
spoczynku, b) w ruchu
„f” - współczynnikiem tarcia tocznego w [mm], zaś r1 - promieniem kulki. Stosunek (f/r1) jest
tangensem kąta tarcia tocznego, przy czym podobnie jak dla śrubowych przekładni ślizgowych wprowadza się zastępczy kąt ρ‘ tarcia tocznego tg ρ ' =
f
, w którym „α” oznacza
r1 sinα
kąt działania przekładni (p. rys.1c).
Tarcie ślizgowe i tarcie wiertne ma miejsce w styku kulek ze sobą i w kanale powrotnym.
Występuje ono równieŜ w styku kulek z bieŜniami, poniewaŜ styk ten ma miejsce nie w punkcie, lecz na pewnej powierzchni. W poszczególnych punktach powierzchni styku występują
róŜne prędkości ruchu, zatem występuje poślizg.
Dla wywołania obrotowego ruchu śruby względem wstępnie napiętych nakrętek naleŜy
przyłoŜyć do śruby moment równy momentowi tarcia. Wartość momentu tarcia jest proporcjonalna do siły napięcia nakrętek i średnicy śruby, a takŜe w przybliŜeniu proporcjonalna do tangensa kąta tarcia ρ‘. ZaleŜy ona tylko w małym stopniu od obciąŜenia nakrętek siłą P0 (pod
warunkiem, Ŝe nie nastąpiło otwarcie nakrętki odciąŜanej) i od kąta pochylenia śrubowej linii
gwintu. Pomijalnie mały wpływ na moment tarcia śrubowej przekładni tocznej ma prędkość
względnego ruchu śruby i nakrętki oraz sposób smarowania przekładni.
5. Stanowisko pomiarowe
Do budowy stanowiska pomiarowego wykorzystano śrubową przekładnię toczną z zarysem jednołukowym, produkcji Fabryki Obrabiarek Precyzyjnych „AVIA”, o średnicy nominalnej 32 mm i podziałce gwintu 6 mm. Przekładnia posiada dwie nakrętki z zewnętrznymi
12
13
kanałami powrotnymi. Stanowisko przystosowano do pomiarów:
przemieszczeń
∆N
nakrętek względem śruby, napięcia „Q” nakrętek, obciąŜenia P1 i P2 nakrętek oraz do
pomiaru momentu Mt tarcia,
jaki występuje pomiędzy nakrętkami a śrubą. UmoŜliwia
l1
Rys.14. Stanowisko do pomiaru obciąŜeń nakrętek, ich
przemieszczenia względem śruby oraz momentu
tarcia nakrętek. a) widok ogólny, b) umieszczenie
tensometrów i czujników przemieszczeń, c) sposób
pomiaru momentu tarcia
ono takŜe nastawianie Ŝądanej
siły „Q” napięcia nakrętek oraz
A-A
obciąŜanie
przekładni
ze-
wnętrzną siłą P0 poprzez siłownik hydrauliczny.
Podstawą stanowiska jest sztywne łoŜe „1” (p. rys.14), do którego przytwierdzono cztery
płyty „2, 3, 4 i 5”. Płyty „2 i 3” ustalają połoŜenie śruby w kierunku poprzecznym, spełniają
zatem rolę łoŜysk promieniowych. Płyta „4” spełnia rolę przemieszczanego zespołu maszyny
np. sań, stołu lub suportu. Do niej przytwierdzono, współosiowo ze śrubą, nakrętki „6 i 7”,
oddzielone od siebie tuleją „8” (p. rys.14b), spełniającą rolę siłomierza. Płyta „5” spełnia rolę
obsady łoŜysk wzdłuŜnych, umieszczonych na jednym końcu śruby (łoŜyskowanie jednostronne). Do niej zamocowano siłownik hydrauliczny „9”, który umoŜliwia zadawanie obciąŜenia zewnętrznego P0. ObciąŜenie to będzie funkcją ciśnienia oleju w siłowniku. ZaleŜność
siły P0 od ciśnienia oleju poda prowadzący ćwiczenie.
Nastawianie siły „Q” napięcia nakrętek odbywa się przez obrót jednej nakrętki względem
drugiej. Dla zmierzenia tej siły napięcia na tulei „8” naklejono cztery czynne i cztery kompensacyjne tensometry (p. rys.14b), których wydłuŜenie jest proporcjonalne do siły przenoszonej
przez tuleję. Tensometry są połączone ze wzmacniaczem tensometrycznym umoŜliwiającym
odczyt mierzonej wartości siły. Po obciąŜeniu śruby zewnętrzną siłą P0, zadaną przez siłownik
„9”, tuleja „8” przenosi siłę o wartości P1, taką samą jak dociąŜana nakrętka „7”. Zatem ten
sam siłomierz umoŜliwia pomiar obciąŜenia jednej z nakrętek. ObciąŜenie drugiej nakrętki,
13
14
odciąŜanej, wyznacza się z przekształconej, podanej juŜ wcześniej zaleŜności: P2 = P1 - P0.
Wzorcowanie siłomierza „8” poda prowadzący, bądź teŜ studenci mogą wyznaczyć je sami.
Wystarczy w tym celu napiąć nakrętki niewielką siłą „Q” i obciąŜyć je zewnętrzną siłą P0 o
takiej wartości by uzyskać otwarcie nakrętki odciąŜanej (P0>2,83Q). W takim przypadku P2 =
0, zaś P1 = P0. Liczbę działek wskaźnika wzmacniacza tensometrycznego, proporcjonalną do
wartości siły P1 naleŜy zatem przyrównać do zadanej siły P0 i wyznaczyć stąd jaka siła odpowiada wychyleniu działki wskaźnika wzmacniacza rejestratora o jedną działkę.
Równocześnie z pomiarem obciąŜenia nakrętek moŜna wyznaczyć ich przemieszczenie
∆N względem śruby. W tym celu do śruby przytwierdzono kostkę „10” (p. rys.14b), w niej zaś
osadzono trzy mikrokatorowe czujniki przemieszczeń „11” o działce 1 µm, rozstawione na
średnicy około 100 mm co 1200. Dzięki zastosowaniu trzech czujników moŜna wyznaczyć
średnią wartość przemieszczenia nakrętek i wyeliminować wpływ zginania śruby, wynikający
z błędów wykonania samej przekładni jak i z błędów stanowiska. Czujniki umieszczone są w
pewnej odległości l2 od nakrętki i dlatego oprócz przemieszczenia ∆N zmierzą one wydłuŜenie odcinka l2 śruby. Aby wyznaczyć rzeczywistą wartość przemieszczenia ∆N od średniej
wartości wskazań ∆Nz czujników „11” naleŜy odjąć wydłuŜenie ∆l2 odcinka l2 śruby obliczone z zaleŜności:
∆l 2 =
4P0 • l 2
π • E • d s2
, w którym P0 jest zewnętrzną siłą osiową, l2 - długością odcin-
ka śruby pomiędzy nakrętką a punktem zamocowania czujników, E - modułem spręŜystości
wzdłuŜnej, ds - zastępczą średnicą śruby równą w przybliŜeniu średnicy nominalnej. Zatem
szukane przemieszczenie będzie mieć wartość ∆N = ∆Nz - ∆l2. Średnicę ds śruby moŜna obliczyć z przybliŜonego wzoru:
d s = d 2z − 0,35(d 2z - d 2ws ) ,
przy czym dz oraz dws są odpowiednio ze-
wnętrzną średnicą gwintu śruby i średnicą dna wrębu gwintu.
Pomiary sił obciąŜających nakrętki oraz ich przemieszczenia względem śruby zostaną
wykonane dla kilku wybranych sił „Q” napięcia nakrętek oraz dla kilku wartości zewnętrznej siły P0, zmienianej w przedziale od 0 do 24 kN (do około 30% nośności przekładni).
Moment tarcia nakrętek zostanie wyznaczony jako
moment niezbędny do rozpoczęcia ruchu obrotowego
Rys.15. Przykład przebiegu
śruby wokół osi. W tym celu z płyt „2 i 3” zostaną usuzmian momentu wywieranego na śrubę podczas pomiaru nięte tuleje, stanowiące łoŜyska promieniowe, czujniki
momentu tarcia nakrętek
„11” zostaną odsunięte zaś tak, by nie dotykały kołnie-
14
15
rza nakrętki. Końcówka „12” tłoczyska siłownika będzie ustawiona w takiej pozycji, by nie
dotykała śruby. W ten sposób śruba będzie stykać się tylko poprzez elementy toczne z nakrętkami, co pozwoli na wykonanie pomiaru oporów ruchu jakie wystąpią pomiędzy śrubą a nakrętkami. UmoŜliwi to dwustronna belka „13”, na której naklejono tensometry, zamocowana
do kostki „12”, przykręconej do śruby (p. rys.14c). Tensometry te połączono ze wzmacniaczem tensometrycznym i dalej z rejestratorem. Wychylenie piska tego rejestratora będzie proporcjonalne do momentu obrotowego działającego na śrubę i dalej na nakrętki. Wywierając na
cięgna „14” lub „15” siłę prostopadłą do belki „13” powoduje się jej zginanie, aŜ do momentu
pokonania oporów tarcia nakrętek, po czym następuje obrót śruby wokół osi. Iloczyn siły niezbędnej do wykonania tego obrotu, przez jej odległość od osi śruby, jest szukanym momentem
tarcia. Przebieg zmian momentu działającego na nakrętki, zapisanego na papierze rejestratora,
przy wzrastającej sile w cięgnach „14” lub „15” pokazano na rys.15. Maksymalne wychylenie
pisaka jest proporcjonalne do wartości momentu tarcia śruby względem nakrętek. Wykonując
opisane pomiary przy róŜnych wartościach siły „Q” napięcia nakrętek moŜna uzyskać zaleŜność momentu tarcia od napięcia [Mt = f(Q)]. Dla kaŜdej nastawionej siły napięcia nakrętek
pomiary naleŜy powtórzyć kilkukrotnie doprowadzając śrubę do obrotu na przemian w lewo
lub w prawo.
6. Przebieg pomiarów
Przed rozpoczęciem pomiarów prowadzący ćwiczenie poda wartości sił wstępnego napięcia „Q” nakrętek oraz sił P0, dla których naleŜy przeprowadzić pomiary obciąŜenia P1, P2 i
przemieszczenia ∆N nakrętek oraz momentu tarcia Mt. Poda ponadto charakterystyki, które
umoŜliwią wyznaczenie:
- wartości zewnętrznej siły P0 na podstawie ciśnienia oleju w siłowniku,
- wartości siły napięcia „Q” oraz obciąŜenia „P1” nakrętki dociąŜanej na podstawie wychylenia wskaźnika wzmacniacza tensometrycznego,
- momentu tarcia w zaleŜności od wychylenia pisaka rejestratora.
Około pół godziny przed rozpoczęciem ćwiczenia naleŜy włączyć układ hydrauliczny
oraz wzmacniacz i rejestrator w celu ustalenia się temperatury ich pracy oraz zamocować
czujniki do pomiaru przemieszczeń. Następnie naleŜy:
1. WyrównowaŜyć układy pomiarowe aby wskazywały połoŜenie zero.
2. Obracać nakrętką „7” w celu uzyskania wskazanego napięcia „Q” przekładni.
3. Wyzerować wskazania czujników „11”.
15
16
4. Obracać pokrętło zaworu przelewowego zasilacza hydraulicznego do uzyskania siły P0
równej 24 kN. Przesterowując odpowiednio rozdzielacz obciąŜyć tą siłą trzykrotnie przekładnię. Pozostawić rozdzielacz w pozycji zerowej.
5. Nastawiać Ŝądane wartości sił P0, odczytując wskazania czujników przemieszczeń „11”
oraz wartości siły P1. Pomiary powtórzyć dla wskazanych sił napięcia nakrętek.
6. Wyjąć tuleje łoŜyskowe z płyt „2 i 3”, odsunąć czujniki od nakrętek, ustawić tłoczysko siłownika w pozycji takiej by nie stykało się ze śrubą.
7. Napiąć nakrętki siłą o wskazanej wartości.
8. Pociągając kilkakrotnie za cięgna „14” lub „15” doprowadzić do obrotu śruby, rejestrując
przy tym wychylenie pisaka. Czynności te powtórzyć dla wskazanych sił napięcia.
Wyniki pomiarów naleŜy wpisywać do arkusza pomiarowego, następnie wykonać odpowiednie obliczenia sił, przemieszczeń i momentów. Przedstawić je naleŜy na wykresach:
1. Przemieszczenie ∆N nakrętek względem śruby w funkcji zewnętrznej siły osiowej: ∆N =
f(P0) dla wskazanych sił „Q” napięcia nakrętek.
2. Siły P1 i P2 w zaleŜności od zewnętrznej siły P0: P1, P2 = f(P0) dla wskazanych sił „Q” napięcia nakrętek.
3. Moment tarcia nakrętek w zaleŜności od siły ich napięcia: Mt = f(Q).
PoniŜej znajduje się wzór sprawozdania. Sprawozdanie z ćwiczenia powinno być zakończone
wnioskami omawiającymi uzyskane wyniki pomiarów.
instr’14.doc
instr’14.doc
16
17
...............
..........................
Studia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rok . . . . . . . Grupa lab. . . . . . . . . .
Data ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . .
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
Imię i Nazwisko
Instytut
Technologii Maszyn i Automatyzacji
Ć w i c z e n i e 14 (7)
BADANIA MECHANIZMU ZAMIANY RUCHU OBROTOWEGO
NA PROSTOLINIOWY W NAPĘDACH RUCHU POSUWOWEGO
1. Tabele wyników pomiarów
1.1. Pomiar napięcia wstępnego, obciąŜenia i przemieszczenia nakrętek
L.p Napięcie wstępne Q Siła P0
dz
stała
PrzemieWskazanie czuj- WydłuŜ.
ników
śruby ∆l2 szczenie ∆N
µm
kN
1.
0
2.
3
3.
6
4.
9
5.
12
6.
15
7.
18
8.
21
9.
24
1.
0
2.
3
3.
6
4.
9
5.
12
6.
15
7.
18
8.
21
9.
24
ObciąŜenie nakrętek
P1
dz
P2
kN
Długość rozciąganego odcinka śruby przyjąć l2=37 mm. Średnica zastępcza śruby ds= 30 mm.
WydłuŜenie śruby obliczyć z zaleŜności
∆l 2 =
4P0 l 2
π Ed s2
, gdzie moduł Younga E=2,1∗105 MPa.
17
18
1.2. Pomiar statycznego momentu tarcia pomiędzy śrubą a nakrętkami
Napięcie wstępne Q
Moment tarcia Mt
L.p.
dz.
stała
[kN]
dz.
w lewo
stała
[Nm]
dz.
w prawo
stała
[Nm]
w. średnia
[Nm]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
2. Wykaz aparatury pomiarowej
1.
2.
3.
4.
5.
18
pzremieszczenie ∆N
moment tarcia Mt
µm
3. Wykresy zaleŜności
0
3
6
9
12 15 18
siła osiowa P0
21 24 kN
0
2
4
6 8 10 12
siła napięcia Q
obciąŜenie nakrętek
P1, P2 kN
4. Wnioski z zajęć
0
lab/spr’14.doc
3
6
9
12 15 18
siła osiowa P0
21 24 kN
14 16 kN
20
Przykładowy zestaw pytań do tematu.
1.
2.
3.
4.
Budowa śrubowej przekładni tocznej. Jakie podstawowe elementy ona zawiera?
Rola i rodzaje kanałów powrotnych śrubowej przekładni tocznej.
Czym róŜni się kanał powrotny wewnętrzny od kanału zewnętrznego?
Dlaczego śrubowa przekładnia toczna z zarysem jednołukowym wymaga wstępnego napinania
nakrętek?
5. Jak powinna być dobrana wartość siły wstępnego napięcia nakrętek?
6. Jak wprowadzić wstępne napięcie śrubowej przekładni tocznej stosując tylko jedną nakrętkę?
7. Jakie widzisz róŜnice we wprowadzaniu wstępnego napięcia przekładni z zarysem jedno- i dwułukowym?
8. Omówić budowę śrubowej przekładni tocznej bez kanału powrotnego.
9. Wymienić zalety śrubowej przekładni tocznej w porównaniu do przekładni ślizgowej.
10. Wady śrubowej przekładni tocznej w porównaniu z przekładnią ślizgową.
11. Czym róŜni się pośredni i bezpośredni pomiar połoŜenia np. sań obrabiarki. Koszt i dokładność
układu.
12. Jakie łoŜyska są stosowane w łoŜyskowaniu śrubowych przekładni tocznych?
13. Dlaczego we wzdłuŜnym łoŜyskowaniu śrub tocznych stosuje się wzdłuŜne łoŜyska walcowe?
14. Omówić budowę bloku łoŜyskowego (f-my INA) do wzdłuŜno-poprzecznego ustalania śruby.
15. Jedno- i dwustronne wzdłuŜne łoŜyskowanie śruby. RóŜnice, warianty.
16. Jak sposób łoŜyskowania śruby wpływa na jej sztywność?
17. Jak buduje się wykres wstępnego napięcia nakrętek (łoŜysk)?
18. Do czego słuŜy wykres wstępnego napięcia nakrętek (łoŜysk)? Co moŜna z niego odczytać?
19. Jak przemieszczenie ∆N nakrętek zaleŜy od siły „Q” ich wstępnego napięcia?
20. Wyjaśnić przyczynę występowania tarcia tocznego.
21. Jak w przypadku ćwiczenia mierzy się moment tarcia nakrętek względem śruby?
22.Jak w przypadku ćwiczenia mierzy się wstępne napięcie nakrętek?
23. Jak w przypadku ćwiczenia mierzy się przemieszczenie nakrętek względem śruby?
24. Jak w przypadku ćwiczenia mierzy się obciąŜenia P1 i P2 nakrętek?
20