РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ РОЛИКОВИНТОВЫХ МЕХАНИЗМОВ С ПОВЫШЕННОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ Валуев К.А.,Блинов Д.С.

Московский государственный технический университет им Н.Э. Баумана


Номер: 6-1
Год: 2016
Страницы: 76-78
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

роликовинтовой механизм, винт, гайка, ролик, roller mechanism, screw, nut, roller

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В данной статье рассматриваются наиболее перспективные механизмы среди механических передач и устройств, преобразующих вращательное движение двигателя в поступательное движение исполнительного механизма, то есть планетарные роликовинтовые механизмы (ПРВМ). ПРВМ относятся к механизмам, в которых между деталями, передающими рабочую осевую силу, в основном реализуется трение качения, поэтому они имеют высокий КПД, надежность и долговечность.

Текст научной статьи

В настоящее время во многих отраслях промышленности широко применяются электромеханические приводы на базе планетарных роликовинтовых механизмов, в которых нагрузка передается резьбовыми роликами. Главное их преимущество - большее число точек контакта и, следовательно, большая грузоподъемность [1]. Для роликовинтовых передач статическая нагрузка в 3 раза больше, чем для шариковинтовых, а ресурс в некоторых случаях больше в 15 раз [2]. Чтобы ПРВМ соответствовали современному уровню техники, необходимо модернизировать известные конструкции этих механизмов и разрабатывать принципиально новые конструкции, которые обладали бы новыми свойствами. ПРВМ подразделяются по конструкции. Чаще других применяют две конструкции ПРВМ с короткими роликами. В первом случае (рис.1.а) ПРВМ гайка выполнена цельной, и между сопрягаемыми витками резьбы винта, роликов и гайки имеются осевые и радиальные зазоры, без которых собрать механизм невозможно. Данная конструкция ПРВМ обладает высокой нагрузочной способностью, надежностью, долговечностью и КПД, но низкой точностью и осевой жесткостью из-за наличия указанных зазоров, поэтому был предложен другой тип конструкции ПРВМ (Рис.1.б), где гайка выполнена сборной и состоит из двух полугаек, между которыми установлен компенсатор. В этой конструкции ПРВМ для повышения осевой жесткости и точности механизма зазоры выбираются, и между гайкой, роликами и винтом создается предварительная сжимающая сила (сила преднагрузки). Для этого вводятся дополнительные детали, сжимающие полугайки с компенсатором, и детали для совместной фиксации полугаек по угловой координате. Рис. 1. Схема ПРВМ: а) с зазорами между витками резьбовых деталей; б) беззазорного (зазоры выбраны с помощью компенсатора) Однако компенсация осевых зазоров между витками резьбы деталей ПРВМ сопровождается рядом недостатков. Главным недостатком является то, что рабочую осевую силу воспринимает только одна его полугайка, что приводит к существенному снижению нагрузочной способности такого механизма по сравнению с ПРВМ, имеющим зазоры между резьбовыми деталями. Для устранения этого недостатка необходимо разработать новые способы компенсации зазоров между резьбовыми деталями ПРВМ и конструкции механизмов, в которых материализовались бы эти способы. При этом новые механизмы должны иметь цельную (неразрезную) гайку. Новым направлением стало использование в конструкции ПРВМ гибкой, деформируемой гайки, изготавливаемой в виде цельной детали, что является неоспоримым достоинством. Для того чтобы гайка была гибкой, необходимо выполнить ее рабочий резьбовой участок, взаимодействующий с роликами, в виде тонкостенной, цилиндрической оболочки. Компенсация зазоров между витками резьбы гайки, роликов и винта осуществляется за счет деформирования гибкой гайки в радиальном направлении к оси винта. При этом гайка будет перемещать ролики в направлении к оси винта без уменьшения рабочей высоты профиля в месте сопряжения витков гайки и роликов, то есть устраняется еще один недостаток, присущий, рассмотренному выше, беззазорному ПРВМ (см. рис. 1.б). В первой разновидности ПРВМ гайка выполняется в виде «короткой» цилиндрической оболочки с развитыми в радиальном направлении от оси винта торцами. Гайка деформируется осевыми силами F, которые прикладываются к торцовым участкам на максимально возможном расстоянии от срединной поверхности цилиндрической оболочки с целью получения изгибающих эту оболочку моментов. При изгибе оболочка будет перемещать ролики к оси винта, и компенсировать зазоры (рис. 2.а). Во второй разновидности ПРВМ гайка выполняется в виде «длинной» цилиндрической оболочки, которая деформируется давлением или радиальными, распределенными по длине окружности оболочки силами. Конструктивно проще всего нагружать оболочку давлением. Для этого в корпусе гайки выполняется кольцевая, герметичная полость, внутренней стороной которой является «длинная» цилиндрическая оболочка (рис. 2.б). Полость заполняется несжимаемым или практически несжимаемым веществом, например, гидропластом, а в корпусе гайки устанавливается силовой механизм для создания давления в гидропласте или другом веществе. Рис. 2. Схема ПРВМ: а) с гибкой гайкой, деформируемой осевыми силами F; б) с гибкой гайкой, деформируемой давлением р, создаваемым в гидропласте Однако данный тип ПРВМ с «длинной» оболочкой-гайкой имеет с позиции прочности основной недостаток - в местах крепления оболочки-гайки к корпусу проявляются «краевые» эффекты. При этом возрастают изгибающие моменты, определяющие прочность оболочки-гайки. Этот недостаток был устранен в конструкции ПРВМ с разрезными цангами, установленными между сборным корпусом и оболочкой-гайкой. Поскольку, большинство недостатков и сложность изготовления различных видов РВМ связанно непосредственно с корпусом-гайкой, то был разработан новый подкласс - БРВМ - безгаечный роликовинтовой механизм, в котором гайка была заменена корпусом-цилиндром и двумя крышками, стягиваемыми винтами. Достоинствами данного вида ПРВМ являются: • Простота изготовления механизма, следовательно, уменьшается себестоимость. • Не существует ограничения по минимальному диаметру винта и роликов, поэтому одна из наиболее перспективных областей применения БРВМ это привода с малыми радиальными размерами. • БРВМ из-за отсутствия гайки, имеет меньшие габаритные размеры по сравнению с РВМ, а в ряде случаев вовсе может не иметь собственного корпуса.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.