Porównanie śrub trapezowych z innymi typami napędów - co wybrać dla swojego projektu?

Śruby trapezowe w układach przeniesienia napędu

Nazwa tego rodzaju śrub pochodzi od ich charakterystycznego gwintu o przekroju trapezowym. Są one kluczowym elementem przekładni trapezowych, w których odpowiadają za przekształcenie ruch obrotowy na ruch liniowy. Specyfika ich działania w połączeniu z dużą różnorodnością oraz licznymi działaniami sprawia, że śruby trapezowe są powszechnie stosowane w różnych aplikacjach. Można spotkać je np. w obrabiarkach sterowanych numerycznie, prasach śrubowych i hydraulicznych, tokarkach lub podnośnikach gwintowych. Doskonale sprawdzają się również w urządzeniach napędzanych ręcznie takich jak imadła.

W przeciwieństwie do napędów paskowych i łańcuchowych, śruby trapezowe mogą przenosić duże obciążenia i zapewniają sztywność całego układu.

W porównaniu z napędami opartymi na śrubach kulowych, trapezowe odznaczają się zaś prostotą konstrukcji. Śruby nie mają łożysk, co usprawnia prace konstruktorskie i serwisowe, a także minimalizuje ryzyko awarii. Śruby trapezowe są również tańsze od kulowych.

Rodzaje śrub trapezowych: symetryczne, niesymetryczne i inne

Szerokie wykorzystanie śrub trapezowych jest wynikiem m.in. dużego zróżnicowania tych elementów i możliwości dostosowania ich do wymagań wielu aplikacji. Najważniejszy sposób podziału śrub trapezowych uwzględnia konstrukcję gwintu i wyróżnia dwa typy:

• śruby trapezowe symetryczne: dzięki możliwości pracy w obu kierunkach ruchu cechują się dużą uniwersalnością;
• śruby trapezowe niesymetryczne: umożliwiają ruch tylko w jednym kierunku, co ogranicza zakres ich zastosowań. Z drugiej strony jednak niesymetryczny gwint jest mniej podatny na uszkodzenia. Dzięki temu umożliwiają przenoszenie większych obciążeń i cechują się większą efektywnością.

Śruby trapezowe różnią się między sobą również pod względem technologii wytwarzania. Mogą one być wykonane w wyniku obróbki termicznej lub skrawaniem. Ze względu na mniej skomplikowany proces produkcji, tańsze są te drugie. Śruby wytwarzane poprzez obróbkę termiczną cechują się jednak większą wytrzymałością. W niektórych przypadkach różnice w trwałości mogą wynieść nawet 20% w porównaniu do tych produkowanych obróbką skrawaniem.

Do produkcji śrub trapezowych wykorzystuje się różne materiały. Najczęściej są to następujące gatunki stali:

• stal niskowęglowa typu CK15 o dużej podatności na obróbkę (umożliwia wykonanie śrub i nakrętek w wielu rozmiarach);
• stal węglowa konstrukcyjna C45 do zastosowania w aplikacjach zwiększonej wytrzymałości;
• stal nierdzewna do pracy w agresywnych środowiskach.

Poza samymi śrubami, dla funkcjonalności danego układu znaczenie ma też zastosowana w nim nakrętka. Śruby trapezowe mogą współpracować z następującymi rodzajami nakrętek:

• cylindrycznymi zdolnymi do przenoszenia dużych obciążeń. Ich konstrukcja generuje jednak ograniczenia co do specyfiki napędu – współpracują tylko z układami pracującymi przy małych i średnich prędkościach;
• kołnierzowymi przeznaczonymi do stosowania w napędach pracującymi w sposób ciągły (w połączeniu ze śrubami trapezowymi symetrycznymi);
• sześciokątnymi przystosowanymi do pracy w układach sterowanych i napędzanych manualnie.

Zalety śrub trapezowych. Czemu warto je stosować?

Na szerokie rozpowszechnienie śrub trapezowych wpływ mają także ich liczne zalety. Z punktu widzenia konstruktorów maszyn przemysłowych największe znaczenie mają na pewno:

• uniwersalność: śruby trapezowe mogą być zastosowane w różnych układach, niezależnie od prędkości, przenoszonych obciążeń, trybu pracy i innych czynników. Pełną kompatybilność z daną aplikacją zapewnia ponadto zróżnicowanie nakrętek;
• wytrzymałość: gwint o przekroju trapezowym zapewnia stabilność całego układu i umożliwia niezawodne przenoszenie napędu w różnorodnych warunkach pracy;
• dokładność: konstruktorzy mogą dostosować śruby trapezowe symetryczne do specyfiki danej aplikacji, osiągając oczekiwaną efektywność i precyzję działania układu przeniesienia napędu.

Śruby trapezowe – zastosowania w przemyśle

Uniwersalność, wytrzymałość i precyzja działania sprawiają, że śruby trapezowe są rozwiązaniem często wykorzystywanym w układach przeniesienia napędu. Sposób ich działania umożliwia efektywne przekształcenie ruchu obrotowego na liniowy, a dzięki różnym rodzajom nakrętek, śruby trapezowe można do specyfiki różnych zastosowań. Duże zróżnicowanie – także jeśli chodzi o technologię produkcji – to gwarancja doboru śruby spełniającej wszystkie stawiane przed nią wymagania oraz niezawodności pracy całego układu.