Шариковый винт (часто называемый «ходовым винтом») винт») литьевой машины Это его основной компонент, часто называемый «сердцем» машины. Его работа — сложный процесс, объединяющий физику, механику и термодинамику.Проще говоря, его основная задача — транспортировать, расплавлять, сжимать и гомогенизировать твердые пластиковые гранулы, а затем впрыскивать расплавленный пластик в полость формы под достаточным давлением и скоростью.Чтобы лучше понять принцип его работы, можно разделить его рабочий цикл на следующие этапы: Полный рабочий цикл шарико-винтовой передачи литьевой машины. В полном цикле впрыска шарико-винтовая передача выполняет в основном два действия: вращение и осевое перемещение. Её рабочий цикл можно разделить на три этапа:1. Стадия вращения (пластикации/дозирования)Цель: транспортировка, нагрев, расплавление и гомогенизация твердых пластиковых гранул в бункере.Действие: Ходовой винт вращается с высокой скоростью внутри цилиндра, но не движется вперед (в это время цилиндр впрыска в задней части ходового винта сбрасывает давление, позволяя ходовому винту втягиваться за счет силы реакции пластика во время вращения).Процесс операции:Подача и транспортировка: пластиковые гранулы попадают из бункера в цилиндр. Вращение шнека, подобно вращению винта в гайке, использует наклонную плоскость резьбы для непрерывного продвижения пластиковых гранул вперёд.Сжатие и плавление: конструкция шнека разделена на три секции (сзади вперед): секция подачи, секция сжатия и секция дозирования.Секция подачи: Глубина резьбы относительно большая, в основном используется для стабильной транспортировки твердых гранул.Участок сжатия: глубина резьбы постепенно уменьшается. Здесь пластик подвергается сильному сжатию и сдвигу, при этом нагревательная спираль, расположенная снаружи цилиндра, также нагревает его. Под совместным действием «тепла сдвига» и «внешнего нагрева» твёрдый пластик быстро плавится, переходя в вязкотекучее состояние. Фактически, более 80% тепла плавления приходится на тепло сдвига, генерируемое вращением шнека.Дозирующая секция: Глубина резьбы самая малая. Её основная функция — дальнейшая гомогенизация температуры и состава расплава, что обеспечивает однородность качества расплава, хранящегося на входе.Результат: равномерно расплавленный пластик выталкивается в переднюю часть шнека (в сопло), а накопленное давление (противодавление) толкает весь шнек назад, резервируя фиксированное количество расплавленного материала для следующего впрыска.2. Стадия осевого перемещения (впрыск/удержание давления)Цель: Впрыскивание расплавленного пластика, сохраненного на предыдущем этапе, в полость формы с высокой скоростью и высоким давлением.Действие: Винт прекращает вращение и под мощным напором цилиндра впрыска с высокой скоростью движется вперед как поршень.Процесс операции:Впрыск: шнек движется вперёд с чрезвычайно высокой скоростью, впрыскивая расплавленный пластик, находящийся в передней части, через сопло, литник и литник в закрытую полость формы. Этот процесс необходимо завершить в кратчайшие сроки, чтобы расплавленный материал одновременно заполнил все углы полости.Выдержка под давлением: Когда полость близка к заполнению, скорость впрыска замедляется, переходя к этапу выдержки под высоким давлением. Шнек продолжает медленно двигаться вперёд, используя чрезвычайно высокое давление для восполнения объёма, освободившегося в результате охлаждения и усадки пластика, предотвращая появление таких дефектов, как усадочные следы и недостаточное количество материала в изделии.3. Перезагрузка (подготовка к следующему циклу)Цель: подготовить расплав для следующего цикла литья под давлением.Действие: После завершения выдержки под давлением шнек прекращает осевое движение и снова начинает вращаться (возвращаясь к первой стадии) для следующей пластикации и дозирования. В этот момент форма открывается, выталкивает продукт и затем закрывается, ожидая следующего впрыска.Основные конструктивные особенности шарико-винтовой передачиДля выполнения перечисленных выше сложных задач шариковый винт спроектирован с большой точностью:Соотношение длины к диаметру (L/D): отношение длины шарико-винтовой передачи к её диаметру. Большее соотношение L/D обеспечивает лучшую пластификацию и более равномерную температуру. Обычные соотношения находятся в диапазоне от 18:1 до 25:1.Степень сжатия: отношение объёма первой резьбовой канавки в секции подачи к объёму последней резьбовой канавки в секции дозирования. Она определяет степень сжатия пластика и имеет решающее значение для эффективности плавки. Для разных пластиков требуются разные степени сжатия.Трехступенчатая конструкция: как упоминалось выше, секция подачи, секция сжатия и секция дозирования выполняют каждая свою соответствующую функцию, составляя основу для эффективной работы ходового винта.Подводя итог, можно представить работу шнека литьевой машины следующим образом:Это похоже на «мясорубку»: вращаясь, она перемалывает, режет, смешивает и транспортирует материалы.Это похоже на «поршень» или «шприц»: при движении вперед он впрыскивает обработанную «жидкость» под высоким давлением.Он также является «генератором тепла»: за счет собственного вращательного сдвига он генерирует большую часть тепла, необходимого для плавления пластика.Это гениальное сочетание «ротационной пластикации» и «осевого впрыска» позволяет шнеку литьевой машины эффективно и точно завершать процесс преобразования твердых гранул в прецизионные пластиковые изделия.

В промышленной автоматизации и прецизионном оборудовании трапецеидальные ходовые винты являются основным механизмом передачи, обеспечивающим преобразование вращательного движения в линейное, что напрямую влияет на точность и стабильность работы оборудования. Однако специалисты часто сталкиваются со снижением эффективности оборудования и сокращением срока его службы из-за недостаточного понимания принципов работы и неправильного выбора. В этой статье будет рассмотрен принцип работы трапецеидальных ходовых винтов и предложено практическое руководство по их выбору.I. Принцип движения изделия и связанные с ним параметры1. Принцип движения: Трапецеидальный ходовой винт преобразует вращательное движение в линейное за счет зацепления винта и гайки, одновременно передавая энергию и мощность. II. Характеристики продукта1. Простая конструкция, удобство в обработке и эксплуатации, экономичная стоимость;2. Функция самоблокировки достигается, когда угол наклона спирали резьбы меньше угла трения;3. Плавный и стабильный процесс передачи данных;4. Относительно высокое сопротивление трению, с эффективностью передачи в диапазоне 0,3–0,7. В режиме самоблокировки эффективность ниже 0,4;5. Обладает определенной степенью ударопрочности и виброустойчивости;6. Общая грузоподъемность выше, чем у обычных роликовых винтов. III. Расчеты по выбору и проверкеДля винтов общего назначения основными видами разрушения являются износ поверхности резьбы, разрушение под действием растягивающего напряжения, сдвиг, а также сдвиг или изгиб в корне резьбы. Поэтому основные габариты винтового привода определяются в первую очередь на основе расчетов износостойкости и прочности при проектировании.Для винтовых передач основной причиной поломки является чрезмерный зазор из-за износа или деформации, что приводит к снижению точности перемещения. Поэтому основные габариты винтового привода следует определять на этапе проектирования, исходя из сопротивления износу резьбы и жесткости винта. Если винтовой привод также несет большую осевую нагрузку, его прочность необходимо дополнительно рассчитать.Длинные винты (с коэффициентом тонкости более 40), не регулируемые вручную, могут вызывать боковые вибрации; поэтому необходимо проверить их критическую скорость.IV. Меры предосторожности при использовании1. Учет нагрузок: Следует по возможности избегать дополнительных радиальных нагрузок, поскольку такие нагрузки могут легко привести к неисправности винта, повышенному износу и заклиниванию.2. Требования к пылезащите: Необходимо предотвратить попадание посторонних предметов в резьбу. Если в процессе эксплуатации легко образуются примеси, такие как железные опилки, оловянный шлак и алюминиевая стружка, следует установить защитное покрытие, чтобы предотвратить попадание посторонних предметов в резьбу и возникновение ненормального износа или заклинивания.3. Требование к коэффициенту стройности: Когда коэффициент стройности превышает определенный диапазон (60 или выше), винт изгибается под действием собственного веса, что приводит к радиальной смещенной нагрузке на гайку. В зависимости от фактической скорости вращения и крутящего момента это может привести к ненормальному износу, заклиниванию, изгибу конца вала или даже поломке. Для решения этой проблемы в середине винта может быть установлено устройство, предотвращающее биение.4. При монтаже следует обращать внимание на калибровку соосности и горизонтальности при использовании метода установки с неподвижной опорой; для консольной конструкции с неподвижной опорой следует уделять внимание контролю допусков на концы вала, а также фиксации и усилению головки.5. При установке винта с трапецеидальной резьбой необходимо провести проверку биения. Если подходящее измерительное оборудование отсутствует, винт можно переместить вручную по всей его длине один или несколько раз перед установкой приводного компонента. Если усилие, необходимое для перемещения внешнего диаметра вала, неравномерно и сопровождается следами износа, это указывает на несовпадение ходового винта, опоры гайки и направляющей. В этом случае сначала ослабьте соответствующие крепежные винты, а затем один раз переместите ходовой винт вручную. Если при этом требуемое усилие становится равномерным, соответствующие компоненты можно откалибровать. Если усилие по-прежнему неравномерно, необходимо снова ослабить крепежные винты, чтобы определить место ошибки калибровки.

Способность ходовой винт станка Эффективная и бесперебойная работа 24 часа в сутки в первую очередь обусловлена ​​синергетическим эффектом трех факторов: правильной конструкции и выбора оборудования, надлежащей смазки и технического обслуживания, а также разумного контроля условий эксплуатации. В частности, это можно разделить на следующие ключевые аспекты:1. Высокоточная разработка конструкции и производственный процесс.Точная подгонка трансмиссионной пары: Шариковые винты В качестве элементов качения используются стальные шарики. По сравнению с поверхностным контактом скользящих винтов, это точечный контакт, что приводит к чрезвычайно низкому коэффициенту трения (всего от 1/10 до 1/3 от коэффициента трения скользящих винтов). Это обеспечивает низкое сопротивление трению и меньшее выделение тепла во время работы, предотвращая заклинивание, вызванное перегревом.Процесс предварительной затяжки устраняет люфт: конструкция предварительной затяжки с двойной гайкой (например, шайбообразная, с переменным шагом или резьбовая) устраняет осевой люфт между ходовой винт и гайка, обеспечивая точность передачи и предотвращая осевые перемещения и заклинивания во время работы на высоких скоростях.Высококачественные материалы и термообработка: Ходовые винты и гайки обычно изготавливаются из высокоуглеродистой стали. (например, GCr15) или легированная конструкционная сталь, обработанная закалкой, отпуском и шлифованием для получения поверхности Твердость HRC58~62. Это обеспечивает высокую износостойкость, предотвращает износ и деформацию при длительной эксплуатации и поддерживает стабильную точность посадки.2. Стабильная и надежная система смазки и герметизации.Непрерывная и эффективная смазка:** Оснащенная автоматической системой смазки (например, консистентным насосом или устройством для смазки масляным туманом), она регулярно пополняет дорожку качения ходового винта специальной смазкой или маслом, образуя масляную пленку, которая снижает прямое трение между стальными шариками и дорожкой качения, уменьшая износ и тепловыделение. Станки, работающие 24 часа в сутки, обычно оснащены прерывистой автоматической смазкой для предотвращения недостаточной смазки или старения смазки.Превосходная защита от засорения:** Оба конца ходового винта оснащены пылезащитными уплотнениями, скребковыми пластинами и другими компонентами, предотвращающими попадание смазочно-охлаждающей жидкости, металлической стружки и пыли в дорожку качения. Попадание примесей в дорожку качения является распространенной причиной заклинивания ходового винта; система герметизации эффективно изолирует загрязнения и поддерживает чистоту дорожки качения.3. Разумные рабочие параметры и управление нагрузкойСогласование нагрузки и скорости: При выборе номинальные динамические и статические нагрузки ходового винта определяются на основе фактической нагрузки станка (сила резания, вес стола), чтобы гарантировать, что нагрузка не превысит номинальное значение в течение 24-часовой работы, избегая деформации шарикоподшипников и изгиба ходового винта из-за перегрузки. Одновременно скорость регулируется ниже критической скорости ходового винта, чтобы предотвратить резонанс и вибрацию при высокоскоростном вращении.Контроль температуры: Станок оснащен системой охлаждения для контроля рабочей температуры ходового винта и шпинделя. Нагрев ходового винта может вызвать термическую деформацию, приводящую к изменению шага или даже заклиниванию. Система охлаждения позволяет контролировать колебания температуры в минимальном диапазоне, поддерживая стабильность передачи.4. Точная координация систем привода и управления.Жесткое соединение между серводвигателем и ходовым винтом: Для обеспечения бесшовного соединения между двигателем и ходовым винтом используются муфты (такие как диафрагменные и пластинчатые муфты), что гарантирует плавную передачу мощности и предотвращает рывки, вызванные неплотным соединением.Точная настройка системы ЧПУ: с помощью системы управления с замкнутым или полузамкнутым контуром положение и скорость ходового винта контролируются в режиме реального времени, а выходной крутящий момент двигателя динамически регулируется для компенсации упругой и температурной деформации ходового винта, обеспечивая равномерную скорость и отсутствие ударов во время работы.Дополнение: Решающая роль планового технического обслуживания: Даже при разумных условиях проектирования и эксплуатации регулярное техническое обслуживание необходимо для бесперебойной работы в режиме 24/7. Например, регулярная очистка уплотнений, проверка состояния смазки, обнаружение биения и люфта ходового винта, а также своевременная замена изношенной смазки и шариков могут эффективно продлить время стабильной работы ходового винта.