instr'14

Zbigniew Wasiak

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 na-

pędowego, 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 nakrę-

tek przekładni, obciąŜą ją siłą zewnętrzną i zmierzą obciąŜenia nakrętek oraz ich przemiesz-

czenia 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:

ruba „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 zmniej-

szenia 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 r

i nakrętki r

są o około 5% większe od promienia kulek r

(p.rys.1c), podobnie jak ma to miejsce w łoŜy-

skach kulkowych. Średnice d

dna gwintu śruby oraz d

dna gwintu nakrętek są tak dobrane,

e kąt

działania przekładni (p. rys.1c), czyli kąt pomiędzy prostą prostopadłą do osi prze-

kładni a prostą łączącą punkty styku kulek z bieŜniami, wynosi około 45

. W czasie względ-

nego ruchu śruby i nakrętek (najczęściej śruba wykonuje ruch obrotowy a nakrętki ruch pro-

stoliniowy 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 począt-

kowego. Dzięki temu kulki nie mogą wytoczyć się z przekładni i pracują w zamkniętym obie-

gu. 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 mo-

e być wewnętrzny (rys.1a) lub zewnętrzny (rys.1b). W pierwszym rozwiązaniu kulki „4”

wchodząc do kanału powrotnego „5” przetaczają się między kolejnymi, sąsiednimi zwojami

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

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 odpowied-

nio ukształtowany kanał „5” znajduje się w korpusie nakrętki „2” lub na zewnątrz tego korpu-

su. Kanał taki mają nakrętki, w których jeden obieg obejmuje kilka zwojów gwintu (najczę-

ciej trzy zwoje). Jednoobiegową przekładnię toczną z takimi kanałami powrotnymi przed-

stawiono 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 dziesią-

tych 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 uczestni-

czy 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” przekła-

dni. 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

Rys.1. Budowa śrubowej przekładni

tocznej: a) z kanałem powrotnym
wewnętrznym, b) z kanałem ze-
wnętrznym, c) geometria gwintu z
zarysem jednołukowym

określoną wartość luzu lub wywołać wstępne odkształcenie kulek i bieŜni w punktach „A-A”.

Usuwanie luzu i wstępne odkształcanie elementów przekładni nosi nazwę „napięcia wstępne-

go”. WyraŜa się je najczęściej w jednostkach siły wzajemnego oddziaływania nakrętek na sie-

bie, gdy przekładnia nie jest obciąŜona Ŝadną siłą zewnętrzną. Wartość siły wstępnego napię-

cia nakrętek powinna być dobrana tak, by przy działaniu największego zewnętrznego obciąŜe-

nia 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 wstępne-

go 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 sie-

bie i bieŜnie w punktach styku „A-A” i „B-B”.

rednice kulek powinny być dobrane tak, by

nastawiona siła wstępnego napięcia zapewniała

ciągłe występowanie nacisków we wszystkich

czterech punktach styku kulek z bieŜniami, czyli by nakrętka nie uległa „otwarciu”. W przy-

padku 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 przed-

stawionej 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 kul-

ki 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),

Rys.2. Geometria gwintu z zarysem dwu-

łukowym

rozstawionymi w odległości równej podziałce gwintu

ruby. Przekładnię taką przedstawia rys.3. Przekładnia ta

zawiera trzyzwojną śrubę „1”, kulki „2” oraz „nakrętkę”

„3”, nie z rowkami gwintowymi lecz z rowkami pier-

cieniowymi. W kaŜdej płaszczyźnie przekroju promie-

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 gwin-

towego.

rubowe przekładnie toczne budują przede wszystkim znane firmy łoŜyskowe np. japoń-

skie f-my NSK, THK, niemieckie FAG, INA. W Polsce producentem takich przekładni jest

Fabryka Obrabiarek Precyzyjnych „AVIA”. Znane są równieŜ inne przekładnie śrubowe tocz-

ne. 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, podob-

nie jak satelity w mechanizmie planetarnym. Wymiary elementów takiej przekładni i zwojno-

ci gwintów moŜna wtedy dobrać tak by rolki nie wytaczały się z nakrętek, zatem nie ma po-

trzeby stosowania „kanałów powrotnych”. Katalogi takich przekładni będą dostępne do wglą-

du w czasie zajęć.

rubowe przekładnie toczne znane są juŜ od ponad stu lat. Początkowo znalazły zastoso-

wanie 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 samocho-

dowych, 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 śli-

zgowych, wynikają ze zmniejszenia tarcia pomiędzy elementami wykonującymi ruch względ-

ny, a to dzięki prawie całkowitemu wyeliminowaniu tarcia ślizgowego i zastąpieniu go tar-

ciem tocznym. Zalety te są następujące:

Rys.3. Śrubowa przekładnia

toczna bez kanału po-
wrotnego

- 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

rednic gwintu wynosi ona ponad 0,9, nato-

miast dla śrub ślizgowych 0,2 do 0,4. Porówna-

nie sprawności obu przekładni przedstawia

rys.4,

- prawie zupełna niezaleŜność siły tarcia toczne-

go od prędkości ruchu, co wraz z małą warto-

cią tej siły zapewnia równomierny ruch posu-

wowy zespołu maszyny, nawet przy bardzo ma-

łej jego prędkości (brak skłonności do stick-

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 kosz-

ty 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 samo-

czynne opadanie zespołu.

3. Odkształcenia zespołu śrubowej przekładni tocznej

Jak wspomniano wyŜej śrubowa przekładnia toczna najczęściej spełnia w obrabiarce po-

dwójną rolę. SłuŜy ona do zamiany ruchu obrotowego na prostoliniowy i jednocześnie uczest-

niczy w pomiarze połoŜenia przemieszczanego zespołu. Przykład takiego zastosowania prze-

kładni 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 pro-

stoliniowy wzdłuŜ osi śruby. Pomiar przemieszczenia zespołu „3” odbywa się metodą pośred-

Rys.4. Porównanie sprawności przekładni

rubowych - tocznej i ślizgowej,

przy zamianie ruchu obrotowego na
prostoliniowy

nią. W tym celu na wale silnika zamontowano obro-

towy 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 (prze-

mieszczenie) zespołu „3”. Sygnał z licznika „4”

przesyłany jest do elektronicznego układu sterowa-

nia „1” tak długo aŜ zespół „3” nie osiągnie Ŝądane-

go połoŜenia. Po osiągnięciu tego połoŜenia silnik

przestaje napędzać śrubę, a zespół znajduje się w

zaprogramowanym połoŜeniu. W droŜszym, i dlatego rzadziej stosowanym, układzie z bezpo-

rednim pomiarem połoŜenia (rys.5b) układ liniowy „5” bezpośrednio mierzy połoŜenie

przemieszczanego zespołu.

W pokazanym na rys.5a schemacie napędu posuwu poza kontrolą znajdują się odkształ-

cenia elementów występujących pomiędzy saniami „3” a obrotowym układem pomiaru poło-

enia „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 połącze-

niach 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”, sa-

mych łoŜysk „

∆

Ł”, odcinka śruby o długo-

ci l

- „

∆

l”

, nakrętek „

∆

N” oraz obudowy

nakrętek „

∆

ON” i przedstawiono je w funkcji osiowej siły P

, działającej na układ równolegle

do osi śruby. Przyjęto dla uproszczenia, Ŝe zaleŜność odkształcenia wymienionych elementów

od siły P

jest liniowa. Sumaryczne odkształcenia

∆

U spowodują błąd ustalenia połoŜenia

przemieszczanego zespołu, co oznacza, Ŝe przemieszczane sanie znajdą się nie w zaprogra-

mowanym punkcie A lecz w punkcie B, a to z kolei spowoduje błąd wymiarowy obrabianego

Rys.5. Pomiar połoŜenia sań obrabiarki

a) pomiar pośredni przez obrotowy układ pomiarowy,
b) pomiar bezpośredni przez liniowy układ pomiarowy

1- elektroniczny układ sterowania, 2- silnik serwo-
mechanizmu, 3- sanie obrabiarki, 4- obrotowy układ
pomiaru połoŜenia, 5- liniowy układ pomiaru poło-
Ŝ

enia

Rys.6. Schemat występowania odkształceń

elementów śrubowej przekładni tocznej i
ich zaleŜność od osiowego obciąŜenia

przedmiotu. DąŜyć zatem naleŜy do zapewnienia odpowiednio małych odkształceń elementów

składowych tego układu. Oprócz siły osiowej P

na śrubę działa jeszcze moment skręcający,

ale wywołane nim odkształcenia osiowe są o dwa rzędy mniejsze od odkształceń spowodowa-

nych 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

ruba toczna w obrabiarce powinna być ułoŜyskowana w kierunku poprzecznym i w kie-

runku 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. WaŜ-

niejszą 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 zasto-

sowania 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 uwa-

gi na małe prędkości obrotowe śrub i wymaganą sztywność znalazły one zastosowanie do ich

łoŜyskowania.

Porównanie

ugięć

pary

wzdłuŜnych łoŜysk kulkowych 51105 z ugię-

ciem

wzdłuŜnych

łoŜysk

walcowych

ZARN2557TN prezentuje rys.7. Przedsta-

wiono na nim ugięcia łoŜysk bez napięcia

wstępnego (linie ciągłe) oraz napiętych siłą

osiową Q=10kN (linie kreskowe). Widać z

niego, Ŝe wstępne napięcie łoŜysk znacznie

zmniejsza ich ugięcie pod wpływem zewnę-

trznej siły P

. Otwarcie kulkowych łoŜysk wzdłuŜnych następuje gdy siła osiowa P

przekro-

czy wartość 2,83Q, zaś otwarcie łoŜysk walcowych gdy P

>2,16Q. Punkty odpowiadające

momentowi otwarcia łoŜysk oznaczono kółkiem na odpowiednich krzywych na rys.7.

Obecnie praktyczne zastosowanie w łoŜyskowaniu śrub tocznych znajdują precyzyjne ło-

yska skośno-wzdłuŜne o kącie działania 60

, oraz bloki łoŜyskowe (firma INA), składające

się z poprzecznego łoŜyska igiełkowego i dwóch wzdłuŜnych łoŜysk walcowych. Budowę ta-

Rys.7. Porównanie ugięcia łoŜysk wzdłuŜnych

kulkowych i walcowych bez napięcia
wstępnego i napiętych wstępnie

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 na-

pięciu go poprzez odpowiednią nakrętkę. Wielkość usunię-

tego luzu decyduje o wielkości wstępnego napięcia łoŜyska.

Zwykle producenci wykonują łoŜyska z małym, średnim i

duŜym luzem „L”, co umoŜliwia uzyskanie małego, średnie-

go lub duŜego napięcia wstępnego. Omówione łoŜyska osa-

dzane są zawsze parami, aby moŜna było wprowadzić

wstępne ich napięcie. ŁoŜyska skośne i omówione wyŜej

bloki łoŜyskowe ustalają śrubę jednocześnie w kierunku po-

przecznym i wzdłuŜnym.

ruba 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 po-

przecznym (rys.9a), a w przypadku gdy śruba jest

krótka rolę łoŜyska poprzecznego spełniają nakrętki

(rys.9c). W drugim przypadku na kaŜdym końcu

ruby umieszcza się parę, lub trzy łoŜyska, zaś w ra-

zie potrzeby uzyskania wysokiej sztywności łoŜy-

skowania nawet cztery łoŜyska. Takie łoŜyskowanie

nastręcza trudności montaŜowe i czyni śrubę wraŜ-

liwą na wahania temperatury, które mogą wpro-

wadzić zmianę jej napięcia jak i napięcia samych

łoŜysk. Schematy jednostronnego i dwustronnego

wzdłuŜnego ułoŜyskowania śruby tocznej za po-

mocą łoŜysk skośno-wzdłuŜnych pokazano na

rys.9.

Sposób łoŜyskowania śruby ma zasadniczy

wpływ na jej sztywność. W przypadku łoŜysko-

wania wzdłuŜnego jednostronnego zewnętrzne obciąŜenie P

przenosi tylko jeden odcinek

ruby l

, zawarty pomiędzy łoŜyskami a nakrętką, przy łoŜyskowaniu zaś dwustronnym siła P

Rys.8. Budowa bloku łoŜyskowego

z łoŜyskiem poprzecznym
igiełkowym i dwoma wal-
cowymi łoŜyskami wzdłuŜ-
nymi

Rys.9. Sposoby wzdłuŜnego łoŜyskowania

ruby tocznej za pomocą skośnych

łoŜysk kulkowych

Rys.10. Wpływ sposobu łoŜyskowania śruby

na przemieszczenie

∆

l nakrętek

dzieli się na dwa składniki (p. rys.10), przenoszone odpowiednio przez oba odcinki śruby o

długości l

i (l-l

). W pierwszym przypadku w miarę zwiększania się długości odcinka l

śruby

(oddalanie się nakrętki od podpory) zwiększa się przemieszczenie

∆

l nakrętki wywołane od-

kształceniem się śruby. W drugim zaś przypadku przemieszczenie to w mniejszym stopniu za-

leŜy od połoŜenia nakrętki na śrubie i jest największe, gdy nakrętka znajduje się w pobliŜu po-

łowy odległości rozstawu łoŜysk. Zmiany tego przemieszczenia w zaleŜności od połoŜenia

nakrętek na śrubie o nominalnej średnicy d

=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 ele-

mentów tocznych i bieŜni. W przypadku gdy elementami tocznymi są kulki przemieszczenie

nakrętek (podobnie jak i łoŜysk) moŜna opisać zaleŜnością:

∆

N=cP

2/3

, w której P jest osio-

wym obciąŜeniem, zaś „c” jest współczynnikiem zaleŜnym od materiału, wymiarów i geome-

trii bieŜni oraz kulek, liczby kulek i kąta działania przekładni (łoŜyska). W obrabiarkach sto-

suje się wyłącznie śrubowe przekładnie toczne z nakrętkami i łoŜyskami napiętymi wstępnie.

Jednym ze sposobów wywołania napięcia nakrętek jest umieszczanie pomiędzy dwoma na-

krętkami „1” i „2” pierścienia „3” o odpowiedniej grubości, jak to przedstawia rys.11a. Na

schemacie (rys.11b) przedstawiono za pomocą spręŜyn o sztywności j

i j

podatne elementy

układu (styk kulek z bieŜniami), przemieszczenia

∆

nakrętek wywołane siłą wstępne-

go napięcia Q oraz przemieszczenie

∆

N wywołane zewnętrzną siłą P

. Zaznaczono równieŜ

siłę osiową P

oraz obciąŜenia nakrętek - „1” jako P

oraz nakrętki „2” jako P

. W przedsta-

wionym przypadku obciąŜenie zewnętrzną siłą osiową P

wstępnie napiętych nakrętek spo-

woduje „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

∆

= f(P) oraz

∆

=f(P). ZaleŜności te moŜna uzyskać

drogą odpowiednich pomiarów lub drogą obliczeniową z podanego juŜ wyŜej wzoru

∆

N=cP

2/3

. 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

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 od-

powiadającym wstępnemu na-

pięciu „Q” nakrętek, otrzymując

wykres

wstępnego

napięcia

(rys.11e).

Podobny

wykres

moŜna zbudować dla pary

wstępnie

napiętych

łoŜysk

wzdłuŜnych

kulkowych

lub

walcowych, jak i dla łoŜysk sko-

nych.

Jeśli znana jest wartość

osiowej siły P

(np. siła posuwu

sań obrabiarki) jaka działa na

przekładnię, to z wykresu moŜna odczytać wartość obciąŜenia kaŜdej z nakrętek przekładni -

i P

oraz przemieszczenie

∆

N nakrętek względem śruby. Sposób umieszczania siły P

(od-

cinek CB) na wykresie oraz sposób odczytu sił P

(odcinek AB) i P

(odcinek AC), jak i prze-

mieszczenia

∆

N pokazuje rys.11e. Z wykresu moŜna odczytać równieŜ wartość największej

siły P

0max

(odcinek EF), poniŜej której nie nastąpi jeszcze otwarcie nakrętki odciąŜanej (P

>0)

. Spełniony jest przy tym, jak widać warunek równowagi sił P

, P

, i P

w postaci P

= P

+ P

Jeśli znane są siły P

i Q oraz współczynnik „c” to przemieszczenie

∆

N moŜna obliczyć rów-

nieŜ z przybliŜonego wzoru:

∆

N =

3 Q

•

, słusznego jednak tylko pod warunkiem, Ŝe P

>0 lub

<2,83Q, kiedy to nakrętka „2” nie uległa „otwarciu”.

Nieco inaczej przebiega budowa wykresu wstępnego napięcia nakrętek (łoŜysk) jeśli zna-

na jest największa wartość siły osiowej P

0max

, a poszukiwana jest wymagana siła napięcia na-

krętek Q. Budowę tego wykresu moŜna wyjaśnić równieŜ na przykładzie rys.11e. Podobnie

jak w poprzednim przypadku naleŜy znać zaleŜności przemieszczeń od obciąŜeń

∆

=f(P)

oraz

∆

=f(P), przedstawione w części „c” i „d” rys.11. W części „e” rysunku naleŜy umie-

cić najpierw tylko oś przemieszczeń (linia pozioma), z dowolnego miejsca tej linii (punkt E)

wystawić pionowo wektor siły P

0max

(odcinek EF), w początku tego wektora (punkt E) zacze-

pić krzywą

∆

=f(P), a przez koniec tego wektora (punkt F) przeprowadzić krzywą

∆

=f(P),

Rys.11. Budowa wykresu wstępnego napięcia nakrętek: a)

nakrętki wstępnie napięte, b) schemat połączenia
podatnych elementów układu, c) i d) zaleŜności
przemieszczeń od obciąŜenia nakrętek, e) wykres
wstępnego napięcia

jednak tak by jej początek leŜał na osi przemieszczeń (punkt G). Punkt przecięcia krzywych

(punkt D) wyznacza wymaganą siłę napięcia „Q” na-

krętek. 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-

wiednio sztywne. Nakrętki powinny być napięte siłą Q,

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), przed-

stawiony na rys.12. Widać bowiem, Ŝe wraz ze wzrostem siły Q wstępnego napięcia prze-

mieszczenia

∆

N wywołane siłą P

maleją intensywnie, ale tylko do momentu, gdy napięcie

jest wystarczająco duŜe, by zapewnić nieotwieranie nakrętki odciąŜanej. Wartość tego napię-

cia 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 ob-

ciąŜenia 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, pozosta-

łe 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 od-

kształceń elementów tocznych i bieŜni. Teoria ta zakłada, Ŝe jeśli kulka (element toczny) znaj-

duje się pomiędzy dwoma powierzchniami, dociskanymi do siebie siłą normalną „N”, to w

Rys.12. ZaleŜność przemieszczenia

∆

napiętych wstępnie nakrętek od
siły Q wstępnego napięcia

czasie względnego ruchu obu powierzchni reakcja podłoŜa zostaje przesunięta w stosunku do

normalnej do powierzchni, przechodzącej przez oś kulki, o wartość „f”, zwaną współczynni-

kiem 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.

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 równowa-

gi momentów względem środka kulki, bowiem

T =

•

. W zaleŜności tej „N” jest siłą nor-

malną do powierzchni styku kulki z bieŜniami,

„f” - współczynnikiem tarcia tocznego w [mm], zaś r

- promieniem kulki. Stosunek (f/r

) jest

tangensem kąta tarcia tocznego, przy czym podobnie jak dla śrubowych przekładni ślizgo-

wych wprowadza się zastępczy kąt

‘ tarcia tocznego

r sin

, w którym „

” oznacza

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 punk-

cie, 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 proporcjo-

nalna do siły napięcia nakrętek i średnicy śruby, a takŜe w przybliŜeniu proporcjonalna do tan-

gensa kąta tarcia

‘. ZaleŜy ona tylko w małym stopniu od obciąŜenia nakrętek siłą P

(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 zary-

sem jednołukowym, produkcji Fabryki Obrabiarek Precyzyjnych „AVIA”, o średnicy nomi-

nalnej 32 mm i podziałce gwintu 6 mm. Przekładnia posiada dwie nakrętki z zewnętrznymi

Rys.13. Schemat sił działających na kulkę

umieszczoną pomiędzy bieŜniami: a) stan
spoczynku, b) w ruchu

kanałami powrotnymi. Stano-

wisko przystosowano do po-

miarów: przemieszczeń

∆

nakrętek względem śruby, na-

pięcia „Q” nakrętek, obciąŜe-

nia P

i P

nakrętek oraz do

pomiaru momentu M

tarcia,

jaki występuje pomiędzy na-

krętkami a śrubą. UmoŜliwia

ono takŜe nastawianie Ŝądanej

siły „Q” napięcia nakrętek oraz

obciąŜanie

przekładni

ze-

wnętrzną siłą P

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 jedno-

stronne). Do niej zamocowano siłownik hydrauliczny „9”, który umoŜliwia zadawanie obcią-

enia zewnętrznego P

. ObciąŜenie to będzie funkcją ciśnienia oleju w siłowniku. ZaleŜność

siły P

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 kompen-

sacyjne 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 P

, zadaną przez siłownik

„9”, tuleja „8” przenosi siłę o wartości P

, taką samą jak dociąŜana nakrętka „7”. Zatem ten

sam siłomierz umoŜliwia pomiar obciąŜenia jednej z nakrętek. ObciąŜenie drugiej nakrętki,

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

A-A

odciąŜanej, wyznacza się z przekształconej, podanej juŜ wcześniej zaleŜności: P

= P

- P

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 P

takiej wartości by uzyskać otwarcie nakrętki odciąŜanej (P

>2,83Q). W takim przypadku P

0, zaś P

= P

. Liczbę działek wskaźnika wzmacniacza tensometrycznego, proporcjonalną do

wartości siły P

naleŜy zatem przyrównać do zadanej siły P

i wyznaczyć stąd jaka siła odpo-

wiada 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

m, rozstawione na

rednicy około 100 mm co 120

. Dzięki zastosowaniu trzech czujników moŜna wyznaczyć

rednią 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 l

od nakrętki i dlatego oprócz przemieszczenia

∆

N zmierzą one wydłuŜe-

nie odcinka l

śruby. Aby wyznaczyć rzeczywistą wartość przemieszczenia

∆

N od średniej

wartości wskazań

∆

czujników „11” naleŜy odjąć wydłuŜenie

∆

odcinka l

śruby obliczo-

ne z zaleŜności:

2
s

•

∆

, w którym P

jest zewnętrzną siłą osiową, l

- długością odcin-

ka śruby pomiędzy nakrętką a punktem zamocowania czujników, E - modułem spręŜystości

wzdłuŜnej, d

- zastępczą średnicą śruby równą w przybliŜeniu średnicy nominalnej. Zatem

szukane przemieszczenie będzie mieć wartość

∆

N =

∆

. Średnicę d

śruby moŜna obli-

czyć z przybliŜonego wzoru:

)

5(d

2
ws

2
z

−

, przy czym d

oraz d

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 nakrę-

tek oraz dla kilku wartości zewnętrznej siły P

, zmie-

nianej w przedziale od 0 do 24 kN (do około 30% no-

ności przekładni).

Moment tarcia nakrętek zostanie wyznaczony jako

moment niezbędny do rozpoczęcia ruchu obrotowego

ruby wokół osi. W tym celu z płyt „2 i 3” zostaną usu-

nięte tuleje, stanowiące łoŜyska promieniowe, czujniki

„11” zostaną odsunięte zaś tak, by nie dotykały kołnie-

Rys.15. Przykład przebiegu

zmian momentu wywierane-
go na śrubę podczas pomiaru
momentu tarcia nakrętek

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 nakręt-

kami, co pozwoli na wykonanie pomiaru oporów ruchu jakie wystąpią pomiędzy śrubą a na-

krętkami. UmoŜliwi to dwustronna belka „13”, na której naklejono tensometry, zamocowana

do kostki „12”, przykręconej do śruby (p. rys.14c). Tensometry te połączono ze wzmacnia-

czem tensometrycznym i dalej z rejestratorem. Wychylenie piska tego rejestratora będzie pro-

porcjonalne 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 nie-

zbędnej 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 zaleŜ-

ność momentu tarcia od napięcia [M

= 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 na-

pięcia „Q” nakrętek oraz sił P

, dla których naleŜy przeprowadzić pomiary obciąŜenia P

, P

przemieszczenia

∆

N nakrętek oraz momentu tarcia M

. Poda ponadto charakterystyki, które

umoŜliwią wyznaczenie:

- wartości zewnętrznej siły P

na podstawie ciśnienia oleju w siłowniku,

- wartości siły napięcia „Q” oraz obciąŜenia „P

” nakrętki dociąŜanej na podstawie wychyle-

nia 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”.

4. Obracać pokrętło zaworu przelewowego zasilacza hydraulicznego do uzyskania siły P

równej 24 kN. Przesterowując odpowiednio rozdzielacz obciąŜyć tą siłą trzykrotnie prze-

kładnię. Pozostawić rozdzielacz w pozycji zerowej.

5. Nastawiać Ŝądane wartości sił P

, odczytując wskazania czujników przemieszczeń „11”

oraz wartości siły P

. Pomiary powtórzyć dla wskazanych sił napięcia nakrętek.

6. Wyjąć tuleje łoŜyskowe z płyt „2 i 3”, odsunąć czujniki od nakrętek, ustawić tłoczysko si-

łownika 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 odpo-

wiednie obliczenia sił, przemieszczeń i momentów. Przedstawić je naleŜy na wykresach:

1. Przemieszczenie

∆

N nakrętek względem śruby w funkcji zewnętrznej siły osiowej:

∆

N =

f(P

) dla wskazanych sił „Q” napięcia nakrętek.

2. Siły P

i P

w zaleŜności od zewnętrznej siły P

: P

, P

= f(P

) dla wskazanych sił „Q” na-

pięcia nakrętek.

3. Moment tarcia nakrętek w zaleŜności od siły ich napięcia: M

= f(Q).

PoniŜej znajduje się wzór sprawozdania. Sprawozdanie z ćwiczenia powinno być zakończone

wnioskami omawiającymi uzyskane wyniki pomiarów.

instr’14.doc

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Imię i Nazwisko

. . . . . . . . . . . . . . .

I n s t y t u t

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Technologii Maszyn i Automatyzacji

Studia

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Rok .

. . . . . .

Grupa lab

. . . . . . . . . .

Data ćwiczenia

. . . . . . . . . . . . . . . .

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

Długość rozciąganego odcinka śruby przyjąć l

=37 mm. Średnica zastępcza śruby d

= 30 mm.

WydłuŜenie śruby obliczyć z zaleŜności

2
s

∆

, gdzie moduł Younga E=2,1

∗

MPa.

ObciąŜenie nakrętek

L.p

Napięcie wstępne Q Siła P

Wskazanie czuj-

ników

WydłuŜ.

ruby

∆

Przemie-

szczenie

∆

stała

1.2. Pomiar statycznego momentu tarcia pomiędzy śrubą a nakrętkami

Napięcie wstępne Q

Moment tarcia M

L.p.

w lewo

w prawo

w. średnia

dz.

stała

[kN]

dz.

stała

[Nm]

dz.

stała

[Nm]

10.

11.

12.

2. Wykaz aparatury pomiarowej

3. Wykresy zaleŜności

lab/spr’14.doc

0 3 6 9 12 15 18 21 24 kN

siła osiowa P

0 2 4 6 8 10 12 14 16 kN

siła napięcia Q

∆

0 3 6 9 12 15 18 21 24 kN

siła osiowa P

Ŝe

rę

4. Wnioski z zajęć

Przykładowy zestaw pytań do tematu.

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?

Jak powinna być dobrana wartość siły wstępnego napięcia nakrętek?

Jak wprowadzić wstępne napięcie śrubowej przekładni tocznej stosując tylko jedną nakręt-
kę?

Jakie widzisz róŜnice we wprowadzaniu wstępnego napięcia przekładni z zarysem jedno- i dwu-
łukowym?

Omówić budowę śrubowej przekładni tocznej bez kanału powrotnego.

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 P

i P

nakrętek?