Dvojitá závitovková súprava | Dvojvodičový závitovkový pohon s nulovou vôľou

Duplexný závitovkový prevod – čo ho odlišuje

Duplex závitovkový prevod – nazývaný aj dvojitý závitový závit – je špecializovaný variant, v ktorom sú dva boky toho istého závitu závitovky vyrezané s mierne odlišnými modulmi a mierne odlišnými podielmi priemeru. Efekt je v dielni nenápadný, ale v praxi rozhodujúci: hrúbka zuba sa stabilne zväčšuje od jedného konca závitovky k druhému, zatiaľ čo medzera medzi susednými závitmi sa zmenšuje rovnakou rýchlosťou. Axiálnym posunom závitovky vo vnútri prevodovky sa hrubšia alebo tenšia časť závitu posúva do záberu, čo znamená, že vôľu je možné pri montáži nastaviť na ľubovoľnú cieľovú hodnotu – a neskôr v priebehu životnosti znova nastaviť, keď sa pohon opotrebuje.

Na strane kolesa je obrázok zrkadlový znázornený na hriadeli. Rôzne moduly na oboch stranách vytvárajú rôzne koeficienty modifikácie adičného bodu a rôzne priemery valivej kružnice, takže predný a zadný profil zubov kolesa nie sú identické, aj keď hrúbka zubov a medzera medzi zubami zostávajú po obvode kolesa konštantné. Výsledkom je pohon, ktorý v prípade potreby poskytuje vôľu v jednotkách mikrometrov a udrží ju počas reverzácie, ktorá by rýchlo opotrebovala konvenčnú závitovkovú sústavu. Najčastejšími kupujúcimi sú kórejskí výrobcovia obrábacích strojov, špecialisti na rotačné delenie a výrobcovia raziacich lisov.

Technické špecifikácie

Nižšie uvedené hodnoty zodpovedajú štandardnému katalógovému rozsahu pre duplexné súpravy. Všetka geometria je rezaná podľa výkresu zákazníka – duplexné závitovky sa takmer nikdy nenachádzajú na sklade, pretože samotná hodnota rozdielu kroku je parameter špecifický pre danú aplikáciu. Hodnoty označené ako „typický rozsah“ zodpovedajú štandardnej praxi v odvetví, kde zákazník ešte nešpecifikoval presnejší cieľ.

Ako v skutočnosti funguje nastavenie vôle

Vôľa na konvenčnom pohone pochádza z vôle medzi bokmi zubov, ktoré sa do seba zapájajú, na rozstupovej čiare. Na duplexnej súprave už táto vôľa nie je pozdĺž hriadeľa konštantná – mení sa lineárne od jedného konca k druhému, pretože sa lineárne mení aj samotná hrúbka zuba. Posunutie hriadeľa o 1 mm axiálne môže posunúť vôľu o 20 – 40 µm na typickej súprave M4 v závislosti od rozdielu stúpania špecifikovaného počas návrhu.

Nastavenie pri montáži je štvorkrokový proces. Najprv sa hriadeľ upevní na puzdro pomocou tesnenia alebo sady dištančných podložiek, ktorá umožňuje axiálny posun ±2 mm. Po druhé, koleso sa otáča ručne, zatiaľ čo montážnik zisťuje vôľu na výstupnom hriadeli. Po tretie, hriadeľ sa axiálne posúva smerom k hrubšiemu zubu, kým sa nedosiahne požadovaná vôľa. Po štvrté, sada tesnenia sa finalizuje a poistná matica sa uťahuje. Opätovné nastavenie o niekoľko rokov neskôr, po opotrebovaní pohonu, sa riadi rovnakými krokmi, ale zvyčajne vyžaduje iba 0,5 – 1,5 mm dodatočného posunu.

Duplexná verzus iné metódy kontroly spätného rázu

Existuje niekoľko metód na úrovni dielne na zníženie vôle závitovkového prevodu. Každá z nich funguje, ale každá so sebou nesie nevýhodu, ktorej sa duplexná metóda vyhýba. Pochopenie týchto kompromisov je dôvodom, prečo konštruktéri, ktorí špecifikujú presné deliace zariadenia, ochotne platia za duplexnú prémiu.

Spodný rad je jediný, ktorý po nastavení zachováva geometricky presné zapojenie. Kontaktná plocha, nosnosť a účinnosť zostávajú nedotknuté – pohon funguje presne tak, ako pred nastavením, len s inou hodnotou vôle. Táto vlastnosť je dôvodom, prečo duplexné sady dominujú na trhu s presným delením, napriek tomu, že stoja o 40 – 60 % viac ako ekvivalentné štandardné závitovkové sady.

Kontrola orientácie zostavy a referenčného zuba

Pretože závitovka a koleso majú na oboch stranách rôzne hrúbkové profily, duplexná súprava nie je symetrická – má správnu a nesprávnu orientáciu. Ignorovanie tejto skutočnosti počas inštalácie spôsobí, že stredová vzdialenosť bude väčšia ako projektovaná hodnota a zostava sa stáva ťažkou alebo nemožnou na správnu montáž. Dve predletové kontroly pokrývajú bežné chyby.

Zaškrtnite jednu možnosť – Orientačné šípky

▶ Hriadeľ aj koleso sú vyrazené malou šípkou na mieste montážnej značky výrobcu. Pri montáži dvojice do puzdra otáčajte kolesom, kým šípka nesmeruje dopredu, a potom zasuňte hriadeľ do záberu tak, aby jeho šípka ukazovala rovnakým smerom. Ak šípky smerujú opačne, hrubší zub sa stretáva s tenším zubom kolesa a pohon sa zasekne skôr, ako dosiahne konštrukčnú vzdialenosť osí.

Kontrola dva – Referenčný zub V-drážky

▶ Hrot dvojitého hriadeľa má 60-stupňovú drážku v tvare V s hĺbkou 0,3 mm – toto je referenčný zub. Keď je referenčný zub presne zarovnaný so stredom otáčania kolesa a vzdialenosť stredov je nastavená na výkresovú hodnotu „a“, vôľa sa nachádza na cieľovej hodnote (typicky ± 0,045 mm pre rámy z nášho katalógu). Z tohto východiskového bodu sa axiálny posun používa na doladenie vôle nahor alebo nadol podľa požiadaviek aplikácie.

Typické aplikácie pre duplexné závitovkové prevody

Duplexné súpravy si zaslúžia dodatočné náklady v pohonoch, kde presnosť reverzácie musí vydržať desiatky tisíc cyklov bez manuálneho opätovného podloženia. Kórejský priemysel ich používa v niekoľkých rôznych aplikačných oblastiach.

• ◆Otočné a naklápacie deliace stoly. Duplexná súprava s vôľou 0,05 mm poskytuje opakovateľnosť subminútu oblúka na stole s priemerom 300 mm. Bežné vo viacosových obrábacích centrách vyrobených v Changwone a Masane.
• ◆CNC frézovacie a vyvrtávacie stroje. Závitovková os na otočnom stole v 5-osovej frézke čelí nepretržitému spätnému zaťaženiu. Duplexné riadenie vôle udržiava posledných niekoľko oblúkových sekúnd chyby polohovania v rámci tolerancie výkresu aj po 20 000 hodinách prevádzky.
• ◆Mechanické lisy s riadením polohovou spätnou väzbou. Lisy na karosárske panely a lisovacie linky vyžadujú presné a opakovateľné polohovanie piestu. Dvojitý pohon na zotrvačníkovej spojke udržiava okno polohy.
• ◆Reverzačné pohony chránené pred nárazmi. Keď záťaž za šnekom narazí späť do pohonu (ako v niektorých navíjacích strojoch), duplexné nastavenie zabraňuje rozšíreniu vôle spôsobenej nárazom, ktoré poškodzuje iné závitovkové pohony.
• ◆Presné určovanie polohy anténou a radarom. Presnosť zameriavania pre kórejské obranné a telekomunikačné pozemné stanice vyžaduje duplexné súpravy kvôli opakovateľnému výkonu v opačnom smere.
• 

Výhody oproti štandardným závitovkovým pohonom

Okrem hlavnej výhody spätnej reakcie prináša duplexná súprava niekoľko menej zrejmých výhod, ktoré sú pre konštruktérov dôležité po prvých týždňoch prevádzky.

• ✦Geometricky presný kontakt zubov pri každom nastavení. Na rozdiel od excentrických alebo delených závitovkových metód, duplexné nastavenie ponecháva kontaktný vzor nezmenený.
• ✦Veľmi jemné rozlíšenie spätnej väzby. Pohyb závitovky o 10 µm spôsobí na typickej súprave M4 zmenu vôle približne o 1 – 2 µm.
• ✦Necitlivosť na mierny posun stredovej vzdialenosti. Pretože duplexné zuby sú rezané do evolventných profilov, malé výchylky puzdra od zaťaženia hriadeľa nespôsobujú interferenciu záberu.
• ✦Opätovné nastavenie počas celej životnosti. Pohon je možné niekoľkokrát nastaviť späť na takmer nulovú vôľu bez výmeny dielov, čím sa predĺži jeho životnosť približne o 50 – 100 %.
• ✦Plná nosnosť. Nastavenie nikdy nepredpína zuby, takže pohon prenáša menovitý krútiaci moment pri menovitej účinnosti aj po mnohých rokoch.
• 

Sprievodné produkty pre duplexné disky

Dvojitá závitovková súprava sa zriedka dodáva samostatne. Kórejskí výrobcovia obrábacích strojov si bežne objednávajú párované axiálne ložiská, olejové tesnenia FKM a CNC obrábané puzdro s podložkami. Pre menších výrobcov originálnych dielov (OEM), ktorí nemajú vlastnú kapacitu puzdier, je možné dodať kompletnú zostavu v zabalenom balení. závitovkový redukčný prevod už nastavené, zabehnuté a označené nameranou hodnotou vôle.

Keď musí pohon obsahovať servomotor pre polohovanie v uzavretej slučke, závitovková prevodovka Rodina motorov môže akceptovať motory s priamou prírubovou montážou vo veľkostiach NEMA alebo IEC. Celý výrobky zo závitovkových prevodov Katalóg pokrýva každý spárovaný duplexný pár od stredovej vzdialenosti 40 mm do 250 mm.

Často kladené otázky

Otázka: Akú toleranciu v skutočnosti dosahuje nastavenie duplexnej vôle?

Pri správnom počiatočnom nastavení a súprave DIN 5 alebo DIN 6 sa konečné rozpätie vôle pohybuje okolo ± 0,045 mm na referenčnom zube na typickej zostave M4. Zruční montéri dosahujú ± 0,020 mm na menších moduloch. Pod touto hodnotou sa limitmi stávajú skôr teplotný drift a vychýlenie hriadeľa než geometria ozubeného kolesa.

Otázka: Ako často je potrebné menič počas jeho životnosti opätovne nastaviť?

Typický interval je každých 8 000 – 12 000 prevádzkových hodín pre indexovacie pohony s požiadavkami na malú vôľu. Pohony s ľahšími záťažami môžu medzi nastaveniami bežať 20 000 hodín. Keď sa zvýši hluk alebo začne narastať chyba polohovania, zvyčajne je čas na zmenu.

Otázka: Môžete dodať duplexnú sadu podľa výkresu zákazníka so špecifickou hodnotou rozdielu stúpania?

Áno. Hodnota rozdielu predstihu je jedným zo základných konštrukčných parametrov duplexného závitovkového hriadeľa a mala by byť uvedená vo výkrese. Ak zákazník nemá preferovanú hodnotu, náš technický tím mu ju odporučí na základe požadovaného rozsahu nastavenia vôle a očakávanej životnosti.

Otázka: Čo sa stane, ak je červ nainštalovaný v nesprávnej orientácii?

Osová vzdialenosť sa javí ako väčšia ako hodnota na výkrese a pohon sa zasekne skôr, ako závitovka dosiahne limit axiálneho pohybu otvoru telesa. Ak sa pokúsite na zostavu použiť násilím, je pravdepodobné poškodenie zubov počas prvých niekoľkých otáčok. Pred utiahnutím akýchkoľvek skrutiek vždy skontrolujte značky šípok.

Otázka: Mení duplexná geometria účinnosť pohonu v porovnaní so štandardnou závitovkovou sústavou?

Žiadna významná zmena. Keďže duplexné nastavenie funguje výberom časti závitu a nie predpätím zubov, účinnosť chodu zodpovedá základnej geometrii závitovky a kolesa. Typické hodnoty sú 82 – 88 % pri 20:1, čo je rovnaké ako štandardná sada ekvivalentného modulu a presnosti.

Otázka: Aké požiadavky na mazanie platia pre duplexnú súpravu?

Priemyselným štandardom je syntetický prevodový olej PAO v norme ISO VG 220 alebo VG 320. Keďže dvojité zuby majú mierne odlišnú kontaktnú geometriu na oboch stranách, je obzvlášť dôležité používať syntetický olej s vysokou pevnosťou filmu. Minerálne EP oleje fungujú, ale vyžadujú si častejšie výmeny.

Otázka: Dá sa duplexný červ spätne vytvoriť z neúspešnej vzorky?

Áno – súradnicový merací stroj Mitutoyo v našom metrologickom laboratóriu s podporou kórejčiny dokáže zachytiť profil s dvoma vývodmi zo vzorky závitovky. Dodacia lehota pre duplexnú súpravu s reverzným inžinierstvom je zvyčajne 30 – 40 pracovných dní, pretože nastavenie brúsenia pre každú stranu sa musí vypočítať z nameraných údajov.

Otázka: Aké je minimálne objednávacie množstvo pre zákazkovú duplexnú sadu?

Päť kusov pre prvú výrobnú sériu, čo umožňuje výrobcovi obrábacích strojov vyrobiť jeden prototyp plus štyri výrobné jednotky. Opakované objednávky sa môžu znížiť na dva kusy, pretože nastavenie brúsenia je už zaznamenané v našom CNC programe.

Hlas zákazníka

Kim Min-jae, výrobca obrábacích strojov, Changwon (polovica roka 2025)
„Špecifikované duplexné súpravy pre otočný stôl na novom 5-osovom obrábacom centre. Cieľová vôľa bola 0,05 mm. Pri prvej montáži sme po odporúčanom postupe axiálneho posunu namerali 0,042 mm – priamo vo vnútri cieľa. Koncovým zákazníkom boli doteraz dodané tri stroje, presnosť polohovania pri certifikácii finálneho produktu prekročila špecifikáciu na všetkých troch.“

Choi Seo-yeon, majiteľka OEM spoločnosti Precision Indexing, Seongnam (koniec roka 2025)
„Vyrábame rotačné deliace zariadenia na manipuláciu s polovodičovými doštičkami. Značka Duplex od spoločnosti Ever-Power nahradila európsku značku, ktorú sme používali desať rokov. Presnosť sa zhoduje, dodacia lehota je o 40 ks kratšia a jednotková cena je o 55 ks nižšia. Technické výkresy, ktoré vrátili pred obrábaním, obsahovali chybu v našej pôvodnej špecifikácii – a tak sme si ušetrili čas na objednanie nepoužiteľného dielu.“

Nguyen Van Hung, inžinier lisov, Hanoj ​​(začiatok roka 2025)
„Modernizovali sme staršie mechanické lisy na panely karosérií automobilov. Do troch strojov sme pridali servopohony s duplexným pohonom pre polohovanie piestu. Opakovateľnosť 0,05 mm na duplexnej súprave stabilizovala spätnú väzbu tam, kde štandardný závitovkový pohon kmital. Šestnásť mesiacov výroby, zatiaľ žiadne merateľné zvýšenie vôle.“

Park Ji-hoon, inžinier polohovania antén, Daejeon (polovica roku 2025)
„Objednal som si duplexnú súpravu M3 pre azimutálny pohon satelitnej pozemnej stanice. Požiadavka na nastavenie smeru bola pod 0,01 stupňa v rozsahu 360 stupňov. Po inštalácii a prvom nastavení vôle sme namerali chybu nastavovania 0,007 stupňa RMS, čo je hlboko v rámci zmluvnej tolerancie. Dokumentácia v kórejskom jazyku bola užitočná pre akceptačný test pred zákazníkom.“

Sakura Ito, integrátor robotiky, Osaka (koniec roka 2024)
Použité duplexné súpravy v robote typu pick-and-place na mieru pre montážnu linku zdravotníckych pomôcok. Vôľa v osi zápästia musela byť menšia ako 0,03 mm a musela tam zostať aspoň 10 000 cyklov kvalifikačných testov. Spoločnosť Ever-Power dodala dve súpravy s 28-dňovou dodacou lehotou a obe jednotky prešli kvalifikáciou bez medziúpravy.

Lee Jun-ho, renovátor otočných stolov, Ulsan (začiatok roka 2026)
„Zrekonštruovali sme 25 rokov starý rotačný indexovací stôl vyrobený v Japonsku pre kovanie. Pôvodná duplexná súprava sa opotrebovala; spoločnosť Ever-Power spätne skonštruovala z chybného závitovkového mechanizmu, dodané za 32 dní. Stôl sa teraz indexuje s presnosťou na 8 oblúkových sekúnd, čo je v skutočnosti presnejšie ako pôvodná špecifikácia stroja. Technická podpora zo Soulu nás prostredníctvom videohovoru previedla nastavením zábehu.“