Техническая информация по шарико-винтовым передачам HIWIN

Шарико-винтовая передача (ШВП) HIWIN является по своей сути парой винт-гайка с высоким КПД благодаря передаче движения от винта к гайке через тела качения – шарики. Отсутствие трения скольжения в шарико-винтовой паре HIWIN увеличивает эффективность и долговечность передачи при использовании в самых тяжелых режимах эксплуатации и уменьшает механические тепловые потери в системе ШВП. Существует множество конфигураций и размеров ШВП, в зависимости от типа и форм-фактора гайки, принципа рециркуляции шариков, технологии производства винтов ШВП.

Основная классификация шарико-винтовых передач в зависимости от способа производства - это шлифованные и катаные винты. Наиболее бюджетными являются катаные винты за счет простой технологии производства. Катаные ШВП пригодны для использования в недорогих станках с ЧПУ, например, для обработки дерева, пластика, а также в некоторых типах фрезерных станков по металлу с большими допусками выходных изделий, а также в транспортных системах. На складе имеются катаные шарико-винтовые передачи без механической обработки торцов с одно- и многозаходной резьбой, диаметр винта от 8 мм до 40 мм, с различной длиной шага. Возможна механическая обработка торцов ШВП по Вашему чертежу, цену и срок обработки ШВП уточняйте у менеджеров компании ООО «Зетек».

Шаг шарико-винтовой передачи – это расстояние, на которое перемещается гайка за один оборот винта. ШВП с диаметром винтов от 8 до 12 мм имеют стандартные длины шагов 2,5 мм и 4 мм, цилиндрические гайки типа RSI с наружной метрической резьбой для крепления в корпус. ШВП с диаметром винтов от 16 мм до 32 мм имеют стандартные шаги 5, 10, 16, 20, 25, 32 мм. ШВП с диаметром 40 мм имеют стандартные шаги 5 и 10 мм.

ШВП с диаметром винтов от 16 до 40 мм имеют фланцевые гайки типа FSI, FSC с монтажными отверстиями фланца для крепления гайки в корпус. Все гайки ШВП имеют пластиковые торцевые уплотнения для исключения попадания инородных тел в систему рециркуляции шариков гайки. Шарико-винтовые передачи, как и все механические узлы, в процессе эксплуатации должны смазываться консистентной смазкой на основе литиевого мыла. Гайка имеет смазочный ниппель, через который нагнетается смазка специальным шприцом HIWIN. Смазка и шприц для смазывания имеются на складе, при желании Вы всегда можно заказать в нашем магазине расходный материал и инструмент для обслуживания ШВП HIWIN.

Шариковинтовой привод либо шариковинтовая пара (далее ШВП) состоит из винта и гайки, объединённых вместе шариками и механизмом для возврата шариков (существуют различные модификации механизма возврата шариков). ШВП очень распространённый элемент станочных систем различных классов точности. Первоочередная задача ШВП - преобразование вращательного движения в поступательное или крутящего момента в осевое усилие с сохранением при этом высокой степени точности, реверсивности и высокой эффективности передачи. HIWIN предлагает широкий спектр ШВП, который удовлетворит потребности каждого клиента.

Совокупность передовых технологий, богатого опыта производства, квалифицированного персонала и ценовой политики HIWIN, ставит каждого клиента и пользователя продукции HIWIN на ступень выше своих оппонентов. Превосходное качество как шлифованных, так и накатных ШВП, является результатом постоянного усовершенствования технологий производства HIWIN. Правильная и точная термическая обработка применяется для достижения необходимой твёрдости каждого ШВП. Как результат все ШВП HIWIN имеют максимальные характеристики по нагрузкам и долговечности.

ШВП HIWIN обеспечивают точное и плавное перемещение, что вместе с низким стартовым моментом вращения и высокой жёсткостью системы в целом, приводит к низкой шумности хода и повышенному сроку службы. Накатные ШВП HIWIN, так же обеспечивают высокую точность, плавное перемещение и повышенный срок службы, что идеально подходит для стандартных задач, где основными критериями являются: срок службы и цена продукта.
Современные технологии производства и материалы высокого качества удовлетворят потребности любого клиента.

Технические характеристики ШВП производства HIWIN

Существует многого преимуществ в использовании ШВП HIWIN: высокая эффективность, реверсивность, отсутствие люфта, высокая жёсткость системы в целом, высокая точность шага винта и многое другое. Отличительной чертой ШВП от трапецеидального винта с гайкой, является наличие тел качения между винтом и гайкой. В этом случае мы заменяем трение скольжения на трение качения, что значительно повышает характеристики системы. Основные характеристики и преимущества ШВП HIWIN можно описать следующим образом:

Базовое строение шариковинтовой пары и трапецеидального винта с гайкой

Высокая эффективность и реверсивность

ШВП могут достигать эффективности до 90%, в связи с наличием тел качения между гайкой и винтом. По этой же причине необходимое усилие для вращения гайки составляет одну треть, в сравнении с однотипным трапецеидальном винтом того же размера.

Суперфиниш поверхности дорожек качения для ШВП HIWIN, уменьшает трение при контакте между телами качения (шарикам и самими дорожками качения). Именно благодаря финишной обработке поверхности снижается трение при работе ШВП, что приводит к увеличению эффективности. Так же это приводит к низким значениям крутящего момента, необходимым для работы ШВП. Как результат, возможность использовать моторы меньшей мощность, что повышает энергосбережение.

Люфт и жёсткость ШВП

Системы с ЧПУ нуждаются в ШВП с нулевым люфтом и минимальными упругими деформациями (высокой жёсткости). Люфт нивелируется использованием готической дорожки качения и преднатягом. С целью достижения высокой жёсткости и точности позиционирования для систем с ЧПУ преднадяг используется часто. Но как бы то ни было, преднатяг увеличивает стартовый крутящий момент и трение при работе, что генерирует большое количество тепла и снижает срок службы.

Высокая точность шага винта

Для задач с высокой точностью, компания HIWIN в состоянии произвести ШВП согласно стандартам ISO, JIS и DIM, чтобы удовлетворить потребности любого заказчика. Точность каждого ШВП контролируется специальным лазерным оборудованием, подтверждается замерами выходного контроля. Каждое ШВП сопровождается данными замерами (паспортом), предоставляемыми заказчику.

Ожидаемый (расчётный) срок службы ШВП

В отличие от трапецеидальных винтов, в которых гайка и винт непосредственно соприкасаются, генерируя большое количество тепла, что приводит к их быстрому износу и поломке, ШВП при правильном использовании достигают своих расчётных сроков службы и даже превосходят их.

Необходимый срок службы ШВП достигается несколькими факторами: исполнение, качество ШВП, обслуживание и наиболее значимый фактор - динамическая осевая нагрузка (С).

Точность исполнения, характеристики материалов, твёрдость поверхности, являются базовыми факторами, которые влияют на осевую динамическую нагрузку.

Как правило, рекомендуется, чтобы средний срок службы ШВП, при заданной среднестатистической динамической нагрузке, достигал не менее 1х10⁶ оборотов винта. Шариковинтовые пары высокого качества спроектированы и произведены таким образом, чтобы значение В составляло 90% (т. е. вероятность в 90% достичь расчётный срок службы). Кроме того 50% из таких ШВП могут превышать от 2 до 4 раз эти показатели.

Низкое стартовое значение крутящего момента и плавность хода

Из-за контакта резьбы винта и резьбы гайки трапецеидальные винты нуждаются в высокой начальной силе крутящего момента на старте, чтобы преодолеть силы трения. Как бы то ни было, в случае ШВП с их трением качения, для преодоления сил трения на старте, требуется гораздо меньшее стартовое значение крутящего момента.

HIWIN использует специальные технические решения для создания дорожек качения (конформационные фактор) и технологии производства, чтобы добиться необходимого профиля последних. Эти особенности производства, гарантируют, что получаемый крутящий момент остаётся в строго заданном диапазоне.

Тихоходность

Любая станочная система высокого класса, является системой с быстрой загрузкой, работает при высоких нагрузках и, соответственно, нуждается в низкошумных частях.

Компания HIWIN добилась низких значений шумности для ШВП благодаря возвратному механизму шариков, профилю дорожек качения, технологии сборки ШВП, тщательному контролю размеров и суперфинишу поверхности.

Сроки производства

Быстрый производственной цикл с возможностью складской программы, предоставляет клиентам оптимальные условия поставки.

Преимущества перед пневматическими и гидравлическими системами

ШВП применяются как приводная часть актуатора (электроцилиндра), взамен пневмо- и гидроцилиндров и имеют перед ними ряд преимуществ: быстрота работы, отсутствие каких либо утечек воздуха либо гидравлической жидкости, энергосбережение, отсутствие систем фильтрации, превосходная повторяемость.

Полностью электрифицированная литейная машина

Применение ШВП

ШВП HIWIN используются в следующих областях.

• Всевозможные системы с ЧПУ (обрабатывающие центры, автоматические линии и т. д.).
• Высокоточные металлообрабатывающие системы: токарные и фрезерные станки, шлифовальные станки, заточные станки и т.д.
• Общее промышленное применение: бумажная промышленность, текстильная промышленность, машиностроение, общая автоматизация любого производства и т.д.
• Электронное оборудование: роботизированные измерительные системы, роботы различного назначения, координатные столы, медицинское оборудование, оборудование для полупроводниковой промышленности и т.д.
• Транспортировка и упаковка
• Аэрокосмическая промышленность
• Прочие задачи: все прочие области применения в любой из отраслей, в которых есть необходимость повышения производительности, эффективности и надёжности любых процессов, связанных с механикой

Типы гаек

Типы возвратных механизмов

ШВП HIWIN имеют три основных механизма возврата шариков.

Первый тип ШВП - это тип с наружной рециркуляцией шариков, состоящий из винта, гайки для шариков, шариков, наружных возвратных трубок и фиксирующей пластины. Стальные шарики находятся в пространстве между гайкой и винтом. Шарики перенаправляются с дорожек качения в направляющую трубку для возврата и попадают обратно в рабочую область между гайкой и винтом, образуя таким образом замкнутый цикл, напоминающий петлю.
Так как возвратные трубки находятся снаружи гайки в данном типе ШВП, этот тип называется наружным типом рециркуляции шариков с возвратной трубкой.

Второй тип ШВП - называется типом с внутренней рециркуляцией шариков и состоит из винта, гайки, шариков и специального обратного перехода - насадки, размещённой внутри самой гайки. Шарики в этом случае делают только один оборот вокруг винта. Этот круг заканчивается обратным переходом, который возвращает шарики на предыдущую дорожку качения. Так как круг замкнут обратным переходом, размещённым внутри гайки, этот тип называется внутренним типом рециркуляции.

Третий тип ШВП - это тип с концевой системой возврата. Технически он выполнен как первый тип, но система возврата находится в самой гайке и выполнена в виде отверстия. Шарики в данном случае проходят полный путь по дорожкам качения и возвращаются системой возврата через своеобразный мост.

Типы гаек

Типы гаек выбираются исходя из области применения каждого конкретного ШВП. Стандартные гайки HIWIN обозначаются тремя буквами, как указанно ниже:

• Специальная гайка с большим шагом, винт с двухзаходной резьбой обозначается буквой D перед тремя основными
• Гайка с компрессионным преднатягом обозначается добавлением Р перед тремя буквами
• Одинарная гайка с преднатягом типа “offset” обозначается добавлением О спереди основного обозначения гайки

Примеры:

RDI - круглой формы (Round), двойная гайка (Double) с внутренней системой рециркуляции (Internal return caps).

FSW - гайка с фланцем (Flange), одинарная (Single), с наружным типом рециркуляции шариков W*.

DFSV - двухзаходная с большим шагом, фланцевая, одинарная, с наружным типом рециркуляции шариков V*.

* - наружная система рециркуляции W вписывается в диаметр гайки, а наружная система V не вписывается в диаметр гаики.

Количество оборотов

HIWIN обозначает количество оборотов шариков в гайке следующим образом:

Для наружной системы рециркуляции шариков с возвратной трубкой:
А : 1.5 оборота за круг
В : 2.5 оборота за круг
С : 3.5 оборота за круг
D : 4.5 оборота за круг
Е : 5.5 оборотов за круг

Для системы внутренней рециркуляцией с обратным переходом:
Т : 1.0 оборот за круг

Для гаек внутренней рециркуляции с концевой системой возврата:
V : 0.8 оборота за круг (с ехtrа большим шагом)
S : 1.8 оборота за круг (с sирег большим шагом)
U : 2.8 оборота за круг (с большим шагом)

Для серии Super S:
К : 1 оборот за круг

Для серии Super T:
А : 1.6 оборота за круг
В : 2.6 оборота за круг
С : 3.6 оборота за кру

Пример:

• В2 : представляет собой две наружные трубки для 2-х кругов шариков, каждый круг имеет 2.5 оборота
• ТЗ : это внутренняя система из трёх кругов шариков в гайке, каждый круг имеет максимум один оборот
• S4 : это внутренняя система из четырёх кругов шариков в гайке, каждый круг имеет 1.8 оборота
• К5 : это внутренняя система из пяти кругов, каждый круг - 1 оборот

HIWIN рекомендует, чтобы число кругов для наружной системы рециркуляции было 2 для 2.5 или 3.5 оборотов (т.е. В2 или С2), и 3, 4 либо 6 кругов для внутреннего типа рециркуляции.

Основные принципы выбора и установки ШВП

• ШВП должна быть полностью очищена и смазана, чтобы защитить её от коррозии. Как растворитель, трихлорэтилен подходит для этих целей. Убедитесь, что дорожки качения очищены от любых загрязнений и не повреждены. Так же внимательно осмотрите каждый участок винта и убедитесь, что на нем нет царапин, выщербленных фрагментов. Только после этого надевайте гайку на винт (в случае если она была предварительно демонтированна).
• Выберите подходяшую ШВП, затем выберите конфигурацию концов винта и способ монтажа. Если это шлифованная ШВП для высокоточных задач (станок с ЧПУ и т.д, тогда все остальные элементы должны соответствовать такому же классу точности (опоры, подшипник). Если же это накатная ШВП для менее точных задач (например упаковка, транспортировка т.д.), тогда и остальные элементы могут иметь более низкий класс точности. Это имеет важное значение, для устранения несоосности и выставления правильной геометрии между опорами винта (корпус с подшипникам) и гайкой, так как в случае несоосности в системе появятся силы дисбаланса, зависящие от радиальных и осевых нагрузок, приводящие к износу ШВП и уменьшению срока службы.
• Для достижения максимального срока службы ШВП рекомендуется использовать антизадирную смазку с графитом. МоS₂ добавки не должны в ней присутствовать. Смазку следует применять для тел и дорожек качения.
• Масляный туман и прочее, также применимы. Но, в любом случае, рекомендуется и прямая смазка.
• Выбор подходящей подшипниковой опоры для винта ШВП также важен. Радиально-упорные шариковые подшипники (угол=60°) рекомендуются для систем с ЧПУ, так как они выдерживают очень большие осевые нагрузки и способны устанавливаться с необходимым преднатягом при различных компоновках.
  
  
• В случае необходимости, возможна установка ограничителей для ограничения рабочей зоны и предотвращения повреждения шариковинтовой пары.
• В среде с постоянной загрязнённостью (пыль, металлическая стружка и т.д.) ШВП должна быть изолирована с помощью телескопической защиты. Срок службы может сократиться до десяти раз, если в систему ротации шариков попадёт грязь.
  Для правильной фиксации телескопической защиты она должна иметь технологические отверстия для крепления к гайке.
  
  
• Если Вы выбрали ШВП с внутренним типом рециркуляции шариков, один из её концов должен быть обработан, т. е. диаметр прилегающей шейки должен быть на 0.5-1.0 мм меньше чем диаметр впадины резьбы самого винта.
• После термической обработки винта, оба конца винта, примыкающих к шейке вала, имеют от 2 до 3 витков незакалённой резьбы,
  для их дополнительной механической обработки. Эти кчастки обозначены символом "◐".
  
  
• Повышение преднатяга увеличивает трение, что приводит к уменьшению срока службы каждого ШВП. Однако, недостаточный преднатяг снижает общую жёсткость в системе, что может привести к снижению точности в целом. Поэтому рекомендуется, чтобы максимальный преднатяг у ШВП, используемых для станочных систем с ЧПУ, не превышал 8% от базовой динамической нагрузки.
• В случае, когда гайка должна быть смонтирована на винт или демонтирована с винта, необходимо использовать трубку (она как правило идёт в комплекте с ШВП, наружный диаметр которой на 0.2-0.4 мм меньше, чем диаметр впадины резьбы самого винта, на которую, либо с которой, гайка снимается/надевается.
• Для точной установки подшипников все посадочные места должны быть выполнены с фаской. HIWIN предлагает пользоваться DIN 509 для проточки фасок под посадочные места подшипников.

Классы точности ШВП

Шлифованные ШВП применяются в системах, где необходима высокая точность позиционирования и повторяемость, плавность перемещения и продолжительный срок службы. Обычные накатные винты используются для задач менее точных, однако требующих высокой эффективности работы и длительного срока службы. Прецизионные накатные винты занимают позицию между этими двумя классами ШВП. Предлагаемые классы точности прецизионных накатных ШВП позволяют в ряде случаев применять их для успешной замены шлифованных ШВП.

HIWIN производит накатные ШВП до С6 класса точности включительно. Так как винт в накатных ШВП не шлифуется, существуют различия в установке и монтаже этих ШВП по сравнению со шлифованными.

Классы точности

Существует широчайшая область применения ШВП в зависимости от их класса точности, начиная, например, с аэрокосмической промышленности для шлифованных ШВП класса С0, до упаковки и транспортировки для накатных ШВП класса С10. Качество и классы точности ШВП описываются следующими показателями: точность шага резьбы, шероховатость поверхности, геометрические допуски, люфт, стартовый крутящий момент, температурные факторы работы и шумность. Прецизионные шлифованные ШВП HIWIN производятся от С7 до С0 класса точности. Важной характеристикой их точности, является значение V_3000р (см. каталог).

Осевой зазор (люфт)

Если необходимы ШВП с нулевым люфтом, необходимо, чтобы в системе гайка-винт присутствовал преднатяг. И, как мера величины этого параметра, существует тест, основанный на замере силы возрастающего сопротивления стартовому крутящему моменту. Следует учитывать и то, что для систем с ЧПУ недостаточная жёсткость в системе с нулевым зазором, при нагрузках приведёт к потере рабочего хода.

Геометрические допуски

Выбор ШВП соответствующего класса точности, является приоритетной и первостепенной задачей при проектировании систем с заданными параметрами.

Методы создания преднатяга

Специально спроектированный профиль дорожки качения позволяет шарикам контактировать с дорожкой под углом примерно в 45 градусов. Осевая сила F_a, которая возникает за счёт внешнего привода, или внутренний натяг вызывают два типа осевого зазора. Первый тип - это нормальный люфт S_a, вызванный зазором между шариком и дорожкой качения (технически неизбежен). Второй тип - это дефлекторный люфт Δi, вызванный возникающей силой F_n, которая направлена перпендикулярно точке контакта шарика и дорожки качения.
Нормальный зазор можно устранить с помощью внутренней силы преднатяга P. Получить преднатяг можно несколькими способами: использовать двойную гайку с распорным кольцом, увеличить расстояние между дорожками в одинарной гайке (offset), либо увеличить диаметр шарика для одинакового размера дорожки качения.

Дефлекторный зазор, вызываемый внутренними силами преднатяга и нагрузками извне (при работе системы) вызывает в свою очередь эффект мёртвого хода, т.е. потерю в конечном итоге части линейного перемещения от заданного.

Преднатяг в двойной гайке

Такой приём позволяет получить преднатяг в системе за счёт возникающих разнонаправленных сил в системе, а именно сил расталкивания гаек в разные стороны и сил, стягивающих гайки в результате их жёсткой фиксации друг с другом. Как правило, такой способ создания преднатяга применяется для прецизионных ШВП.

Стандартно рекомендуемое предварительное натяжение винта, компенсирующее тепловое расширение, составляет 0.02-0.03 мм на 1000 мм винта), но лучше всего, чтобы это значение выбиралось и рассчитывалось исходя из условий эксплуатации и назначения ШВП.

Преднатяг в одинарной гайке

Существует два способа создать преднатяг в одинарной гайке. Первый способ - это увеличение диаметра шариков, т. е. внедрение в систему шариков немного большого размера, чем размер канавки, что позволяет шарикам иметь четырёхточечный контакт с дорожками.

Второй способ - это шлифовка внутренних канавок гайки таким образом, чтобы они имели шаг больший на величину δ, чем остальные или Offset. Этот метод имеет свои преимущества, так как позволяет сохранить гайку одинарной и, следовательно, уменьшить размеры ШВП. Однако годится только для создания небольших преднатягов, не превышающих 5% от динамической нагрузки (С).

Равномерность момента сопротивления, вызванного преднатягом

• Способ измерения
  Преднатяг создаёт момент сопротивления между гайкой и винтом. Этот момент измеряется при вращении винта с постоянной скоростью с установленным на гайку специальным фиксатором. Датчик замеряет силу, значение которой используется для определения момента сопротивления. Компания HIWIN разработала автоматическую систему, которая замеряет момент сопротивления в процессе вращения винта с постоянной скоростью, кроме того, момент сопротивления можно отрегулировать по требованию заказчика.
• Условия замеров
  1. Без уплотнения
  2. Скорость вращения винта, 100 об/мин
  3. Динамическая вязкость смазки 61.2 ∼ 74.8 cSt (мм/сек) 40 °С, согласно стандарту ISO VG 68 или JIS К2001
  4. Система возврата шариков должна находиться сверху

Эффекты, приводящие к повышению температуры ШВП

Повышение температуры ШВП во время работы влияет на точность системы, особенно в случаях- когда система была спроектирована для высоких скоростей и точностей.

Приведённые факторы непосредственно влияют на рост температуры ШВП при работе.

• Преднатяг (в системе винт-гайка)
• Смазка
• Предварительное натяжение винта

Влияние преднатяга

Чтобы избежать появления свободного хода под нагрузкой в любой проектируемой системе, увеличение жёсткости пары винт-гайка очень важно. Именно по этой причине необходимо получить преднатяг гайки определённого значения.

Повышение преднатяга гайки повышает момент трения, что, в свою очередь, приводит к определённому повышению температуры во время работы системы.

HIWIN рекомендует 8% преднатяг для систем, работающих при средних и тяжёлых нагрузках, 6% - 8% для систем со средними нагрузками, 4% - 6% для систем со средними и лёгкими нагрузками, и преднатяг менее 4% в системах с лёгкими нагрузками (преднатяг выражен в процентах от динамической нагрузки).

Самый тяжёлый преднатяг не должен превышать 10% для оптимизации температурных эффектов и долговечности.

Влияние смазки

Выбор смазки напрямую влияет на рост температуры ШВП.

ШВП производства HIWIN нуждаются в выборе правильной смазки, будь то масло или консистентная смазка.
Вязкость смазки будет завесить от следующих рабочих факторов: рабочая скорость и температура, нагрузки и область применения системы.

В случае, когда рабочие скорости выше, а нагрузки ниже, лучше использовать масло с меньшей вязкостью, а когда рабочие скорости не очень велики, а нагрузки достаточно высоки, лучше использовать смазку с повышенной вязкостью.

Переходя от общего описания к цифрам, следует отметить, что масло с вязкостью 32 - 68 cSt при 40°С (ISO VG 32-68) рекомендовано для высоких скоростей (DIN 51519), а вязкость масла, которая превышает 90 cSt при 40°С (ISO VG 90), рекомендована для смазки при низких оборотах.

Однако, если задачи требуют применения высоких скоростей при высоких нагрузках, необходимо принудительное охлаждение, которое может быть реализовано с использованием полого винта, либо гайки с охлаждением.

Предварительное натяжение винта

Когда температура ШВП повышается, температурное расширение приводит к удлинению винта. Так как температура изменяется со временем, это может привести к нестабильности длины винта ШВП и, кроме того, его ∅.

Удлинение винта можно компенсировать предварительным натяжением. Для предварительного натяжения каждого отдельного ШВП, на чертеже указывается необходимое и достаточное значение Т (Т - является отрицательной величиной), которое и компенсирует удлинение.

В связи с тем, что сила предварительного натяжения большая, она приводит к чрезмерным нагрузкам на опорные подшипники, что приводит к их перегреву и выходу из строя. По этим причинам HIWIN рекомендует применять предварительное натяжение винта в случаях, когда повышение температуры не превышает 5°С. Если диаметр винта более 50 мм, то он также не годится для применения предварительного натяжения в целях регулировки рабочей длины, так как сила натяжения очень велика и это приведёт к выходу из строя подшипников в опорах ШВП.

HIWIN рекомендует значение Т для повышающейся температуры на 3°С, (-0.02-0.03 мм на 1000 мм винта). Так как разные ситуации требуют разного подхода к расчету значения Т, проконсультируйтесь со специалистами по этому вопросу.

Расчет силы предварительного натяжения винта:

P_f = K_s х ΔL
K_s : Жесткость винта ШВП, кге/мкм
P_f : Сила предварительного натяжения, кгс
ΔL : Абсолютное значение предварительного натяжения, мкм

Обозначения ШВП HIWIN

Примечание:

1. Прочие диаметры и шаги винта доступны по дополнительному запросу
2. Исполнение с правосторонней резьбой стандартное, с левосторонней по запросу
3. Длины, превышающие рекомендованные HIWIN, производятся по запросу
4. Исполнение из нержавеющей стали только по запросу (если размер шариков менее 2.381 мм)
5. За бланком заявки ШВП и в случае вопросов обращайтесь за консультацией к менеджеру
6. Если необходимо исполнение по стандарту DIN 69051, укажите "DIN" в опросном бланке
7. Количество оборотов = количество оборотов в цикле х количество циклов

Накатные ШВП

Накатные ШВП HIWIN получают прокаткой заготовок без применения процесса шлифовки. Главным преимуществом накатных ШВП является не только их хорошие технические характеристики по точности, но и постоянная складская программа, которая позволяет быстро производить по чертежам клиента необходимое количество ШВП по хорошим ценам.

HIWIN применяет последние технологии при производстве накатных ШВП. В этом процессе каждая стадия имеет важную роль - от закупки качественных материалов до контроля каждой стадии производства.

В накатных ШВП в основном используются такие же методы создания преднатяга, как и в шлифованных ШВП, кроме некоторых отличий в определении погрешностей шага и геометрических допусков. Накатные ШВП могут быть заказаны с такими же гайками, как и шлифованные ШВП. Если концы ШВП были не обработаны, геометрические допуски не могут быть применены.

Комплексные решения

Серия Super S

Применение

Системы с ЧПУ, промышленное оборудование, высокоточное оборудование и др. оборудование, в котором требуются высокие скорости перемещения.

Особенности

• Низкая шумность (на 5-7 Дб ниже, чем у стандартной серии)
  Система ротации шариков способна поглощать звук, вызываемый столкновениями шариков при работе, тем самым уменьшая уровень шума
• Компактное и облегченное исполнение
  Диаметр гайки на 18%-32% меньше чем у ШВП других серий
• Значение Dm-N достигает 220 000
  Система возврата шариков спроектирована с усилением каналов особой формы, что позволило повысить значение Dm-N до 220 000
• Высокие показатели ускорения и замедления
  В общей массе все инженерные решения, которые применены в данном типе ШВП (дизайн гайки, дизайн системы ротации шариков с пониженной шумностью), позволили получить превосходные скоростные характеристики
• Классы точности:
  Шлифованные ШВП (JIS стандарт) С0 - С7
  Накатные ШВП (JIS стандарт) С6-С10

Смазочный картридж Е2

Особенности

• Реальная экономия
  Система Е2 позволяет упростить систему смазки узла и сократить количество расходуемой смазки
• Увеличение интервала обслуживания
  Е2 позволяет добиться равномерного длительного смазывания ШВП и, соответственно, продлить время от одного планового обслуживания до следующего
• Простота обслуживания
  Исполнение E2 разработано специально с целью исключить какие-либо приборы и инструменты, необходимые для монтажа. Картридж E2 надевается на гайку только в том случае, когда гайка уже одета на винт (в случае, если разрешён демонтаж гайки)
• Точная подача смазки
  Исполнение картриджа позволяет смазке попадать непосредственно на тела качения внутри гайки через смазочное отверстие
• Простота установки
  Смазывание происходит при движении гайки в обоих направлениях. По этой причине нет ограничений по его использованию
• Охрана окружающей среды
  Отсутствие утечек масла делает систему E2 идеальной в проектировании оборудования с высокими требованиям к чистоте (например, в полупроводниковой промышленности
• Выбор смазки
  Сменный картридж E2 может быть наполнен любым маслом
• Применение в нестандартных условиях
  Масло может быть смешано с консистентной смазкой для более высокой адгезии, особенно в пыльных и влажных условиях работы. Следует помнить о совместимости смешиваемых смазочных материалов
• Характеристики смазки
  Система E2 первоначально заполнена синтетическим маслом, вязкость которого классифицируется по 150 - VG6680
  Система Е2 подходит и для минерального, и углеводородного масла, а так же для консистентной смазки на основе сложных эфиров. Смазка с высокой вязкостью будет лучше работать в условиях повышенной либо пониженной температуры. Низкое трение снижает энергопотребление в системе и предотвращает коррозию

Производительность

Система E2 благодаря правильному и постоянному попаданию смазки на тела качения увеличивает интервал между обслуживаниями любого ШВП, которое применяется с данным картриджем.

Характеристики масла

По умолчанию, картридж E2 наполняется синтетическим маслом с вязкостью по ISO - VG680.

• Так же E2 может заполняться минеральным маслом, маслом на основе сложных эфиров
• Система E2 может использоваться с маслами, обладающими стабильными характеристиками
• Масло с высокой вязкостью хорошо подойдёт для условий с высокой или низкой температурой
• Низкое трение приведёт к пониженному потреблению энергии
• Антикоррозионная защита
• Любое масло со схожими характеристиками может быть использовано для данных целей

Применение

• Станкостроение
• Печатное оборудование, оборудование для бумажной промышленности, текстильное оборудование, шлифовальное оборудование и др.
• Роботы, измерительное оборудование, системы позиционирования ((координатные стол и др.
• Медицинское оборудование, системы автоматизации и др.

Рабочие температуры

Для смазочного картриджа E2 со стандартной смазкой идеальными являются температуры от -10°С до 60°С.

Перечень гаек, совместимых с E2

FSV, FDV, FSW, FDW, PFDW, OFSW, Super S

Вращающаяся гайка (R1/2)

Применение

Полупроводниковая промышленность, роботы, деревообработка, лазерные системы, транспортное оборудование.

Особенности гайки R1

• Высокая точность позиционирования
  Компактная гайка в сочетании с радиально - упорным подшипником, в котором угол контакта составляет 45 градусов, позволяет увеличить осевую нагрузку. Отсутствие зазора и высокая жёсткость системы позволяют получать высокую точность позиционирования
• Простой монтаж
  Монтаж осуществляется простой фиксацией гайки в корпусе с использованием болтов
• Мгновенная подача
  Конструкция самой ШВП предполагает жёсткую фиксацию винта, и это позволяет применять меньшую передаточную силу к гайке для достижения необходимого эффекта
• Жёсткость
  Наличие радиально-упорного подшипника с большим углом контакта в структуре гайки придаёт ей большую жёсткость и отсутствие люфта во время движения
• Тихоходность
  Система ротации шариков размещена прямо внутри гайки, что позволяет уменьшить шумность при работе данного типа ШВП

Особенности гайки R2

• Компактность
  Встроенная гайка/подшипник и конструкция фланца с уменьшенной толщиной обеспечивают компактную сборку, намного меньшую по сравнению с обычными конструкциями
• Простой монтаж
  Монтаж осуществляется простой фиксацией гайки в корпусе с использованием болтов
• Энергосбережение
  Неподвижный винт не создает инерционной силы, что снижает потребность в дополнительной силе привода двигателя при длинных ходах.
• Увеличение жесткости наружного кольца
  Подшипник с наружным кольцом имеет конструкцию «спина к спине».
  Увеличенное расстояние между опорами снижает изгибающие моменты и увеличивает жесткость на 20-30 % по сравнению с традиционными подшипниками, расположенными лицом к лицу
• Повышенная пыленепроницаемость
  Между подшипником и корпусом гайки был добавлен пыленепроницаемый компонент, чтобы уменьшить зазор, присутствующий в традиционных конструкциях, и повысить устойчивость к загрязнению

Серия для высоких нагрузок

Применение

Высоконагруженные ШВП могут быть использованы в электроцилиндрах высокой мощности, для замены гидроцилиндров в прессах, в любых других системах с предельными нагрузками.

Особенности

• Высокие нагрузки
  А. Способны выдерживать нагрузки в 2-3 раза выше, чем гайки стандартной серии
  В. Высокая осевая нагрузка и ускорение
  С. Специальное исполнение гайки для смазки всех элементов системы, даже при условии минимального рабочего хода
• Точность
  JIS C5 и JIS C7
• Обеспечение долгого срока службы на предельных скоростях
  Возможно, благодаря усиленной системе ротации шариков. Именно благодаря этому, долговечность данного типа ШВП гораздо выше при постоянных высоких нагрузках чем для стандартных серий (для ШВП с винтами одного диаметра)
• Опции
  Доступна возможность использования смазочного картриджа E2

ШВП с охлаждением (Сооl Туре I / II)

Гайка с охлаждением тип (Сооl tуре I / II)

• Новое поколение ШВП с высоким значением Dm-n (до 200 000) и высокой точностью позиционирования
• Производится и с полым винтом для дополнительного охлаждения
• Применима в любых высокоскоростных системах

Основы конструкции

В гайке с охлаждением имеются каналы для охлаждающей жидкости, которая, циркулируя через гайку, стабилизирует и понижает рабочую температуру системы, тем самым предотвращая температурную дисторцию ШВП.

Охлаждающая жидкость, циркулируя по каналам внутри гайки, отводит тепло. Жидкость, в свою очередь, охлаждается кулером. Эта гайка, в сочетании с полым винтом, позволяет получить прекрасную систему с термоконтролем и высокой точностью позиционирования.

Перечень ШВП с охлаждением

• Для гайки с охлаждением мы рекомендуем использовать винт ∅32 мм и более.
• Типы гаек: FSV, FSW, PFDW, OFSW, DFSV, FSH, FSI и др.
• Сооl tуре I / II по сравнению со стандартной гайкой данного типа, будет иметь незначительно отличающиеся линейные размеры.

Преимущества системы

Для высокоскоростных операций использование только охлаждаемого винта оказывается не достаточным, так как и сама гайка ШВП так же является источником дополнительного тепла.

Особенности

• Разработана для максимальной надёжности.
  При разработке данного типа ШВП применены компьютерное моделирование и анализ, что позволило добиться максимальных характеристик.
• Продвигает ШВП на новый уровень скоростных характеристик: значение Dm-N (до 200 000).
  Dm-N - это произведение диаметра винта на максимальное количество допустимых оборотов. Система позволяет контролировать рабочую температуру.
• Предотвращение термической дисторции.
  Оптимизированная система охлаждения позволяет минимизировать последствия термического расширения.
• Увеличение долговечности.
  При работе с предельными ускорениями трение между телами качения приводит к выработке тепла. Это может приводить к окислению поверхности тел качения либо обезуглероживанию, что приводит к выходу из строя. Благодаря охлаждению эти эффекты так же нивелируются.
• Продление срока службы лубриканта.
  Использование принудительного охлаждения приводит к замедлению термических процессов старения применяемой в системе смазки.
• Поддержание постоянной температуры.
  Постоянное охлаждение гайки и винта приводит к стабильной работе всей системы и постоянным рабочим характеристикам.
• Повышенная точность.
  Термическое расширение нивелируется, что, соответственно, приводит к постоянной точности позиционирования.

Пылезащитный тип

Образец обозначений

4R25-25K2-FSCSH-1835-1959-0.023
Вид пылезащиты - SS, SH, NW, EW

Применение

Пыленепроницаемый шариковый винт предназначен для предотвращения попадание частиц или мусора в шариковую гайку, особенно при особых условиях эксплуатации, таких как опилки, железная стружка и т. д.

• SS (скребковый очиститель)
  Выступающие из торцевой поверхности шариковой гайки гибкие части пальцев прижимаются пружиной, чтобы устранить зазор, идеально прилегая к поверхности вала и значительно улучшая пыленепроницаемость.
  Прорезь между пальцами может удалять частицы, соскребающиеся с поверхности вала.
  
  
• SH (войлок + скребок)
  Щетка для пальцев и войлок высокой плотности предотвращают попадание порошкообразной пыли и улучшают пылезащитный эффект.
  
  
• EW (уплотнительное кольцо)
  Уплотнительное кольцо типа EW предназначено для стандартной гайки DIN шарико-винтовой передачи и подходит для таких применений, как деревообработка, обработка графита и т. д.
  
  
• NW (уплотнительное кольцо)
  Уплотнительное кольцо типа NW предназначено для стандартной гайки DIN шарико-винтовой передачи ролика и подходит для таких применений, как транспортное оборудование, оборудование для автоматизации и т. д.
  
  

Катаные ШВП получают прокатом заготовок без применения процесса шлифования. Главным преимуществом катаных ШВП являются не только их хорошие технические характеристики по точности, но и постоянная складская программа, которая позволяет быстро производить по чертежам клиента необходимое количество ШВП по приемлемым ценам. HIWIN применяет последние технологии при производстве катаных шарико-винтовых передач. В процессе производства каждая стадия имеет важную роль — от закупки качественных материалов до контроля каждой стадии производства. В катаных ШВП в основном используются такие же методы создания преднатяга, как и в шлифованных ШВП, кроме некоторых отличий в определении погрешностей шага и геометрических допусков. Катаные ШВП могут быть заказаны с такими же гайками, как и шлифованные ШВП. Если концы ШВП были не обработаны, геометрические допуски не могут быть применены.

ШВП HIWIN обозначаются следующим образом