drylin® - Nakrętki trapezowych śrub pociągowych - Dane techniczne

Szczególne właściwości

Napędy śrubowe drylin® nie wymagają jakiejkolwiek konserwacji ani smarowania i mogą być stosowane na śrubach z różnych materiałów, ponieważ są wykonane z wysokogatunkowych polimerów iglidur®. W porównaniu do nakrętek wymagających konserwacji i smarowania, cechują się ważnymi zaletami, zwłaszcza przy narażeniu na pył i zanieczyszczenia (maszyny przemysłu włókienniczego, do obróbki skał oraz drewna), a także przy zastosowaniach, w których występuje proces mycia (maszyny do pakowania oraz przetwórstwa żywności).
 

Siły promieniowe

Nakrętki trapezowe drylin® absorbują siły promieniowe. Wszystkie siły promieniowe, które mogą wystąpić w danym zastosowaniu, powinny być absorbowane przez dodatkowe prowadnice liniowe.

Temperatura

Nakrętki trapezowe drylin®, produkowane z bezobsługowych tworzyw iglidur®, są odpowiednie do zastosowań w temperaturach od –20°C do +90 °C (w przypadku niektórych tworzyw do 150°C). Trzeba jednak pamiętać, że rozszerzalność termiczna powoduje zmianę zarówno luzu, jak i maksymalnego dopuszczalnego obciążenia. Jeśli w danym zastosowaniu występuje narażenie na bardzo niskie lub bardzo wysokie temperatury oraz duże obciążenia, zalecamy doświadczalne sprawdzenie przydatności śruby pociągowej w danych warunkach. Aby umożliwić stosowanie nakrętek śrub prowadzących we wszystkich zakresach temperatury, oferujemy nakrętki w różnych klasach luzu.

Idealne do środowisk mokrych

Do zastosowań w środowiskach wilgotnych należy stosować nakrętki trapezowe wykonane z tworzyw iglidur® J lub iglidur® A180. Materiały te cechują się bardzo małą absorpcją wilgoci.
iglidur® J
iglidur® A180

Brud

Nakrętki trapezowe drylin® pracując całkowicie na sucho, ponieważ są wytwarzane z bezobsługowych tworzyw iglidur®. Ze względu na świadome wyeliminowanie smarów, w znacznym stopniu eliminuje się przyklejanie miękkich cząstek, np. kurzu lub włókien. Dzięki temu, w porównaniu do konwencjonalnych materiałów wymagających smarowania, w większości zastosowań uzyskuje się znaczne zwiększenie żywotności w środowiskach zanieczyszczonych. W przypadku dużej ilości zanieczyszczeń oraz występowania twardych cząstek, takich jak wióry/okruchy materiałów lub pył granitowy, śruba pociągowa powinna być jednak osłonięta.

Hałas

W ogólnym przypadku, podczas pracy napędy śrubowe mogą emitować hałas. W szczególności, długie śruby pociągowe oraz duże zakresy ruchu mogą być przyczyną samoistnych wibracji w systemach napędowych. Ze względu na dobre właściwości ślizgowe, nakrętki śruby pociągowej wykonane ze zoptymalizowanych trybologicznie materiałów iglidur® powodują powstawanie znacznie niższego poziomu hałasu niż elementy z konwencjonalnych tworzyw sztucznych lub stopów metali, takich jak brąz czy mosiądz. Jeśli napęd śrubowy emituje hałas, prosimy o kontakt w celu omówienia sytuacji z naszymi ekspertami.

Testy napędów śrubowych

Napędy śrubowe drylin® są produkowane zgodnie z normą DIN 103. Badania przy użyciu sprawdziany trzpieniowego są prowadzone po zakończeniu produkcji. W przypadku rozmiarów gwintu, które nie są wyszczególnione w standardowej tabeli, norma DIN 103 zastępowana jest na odpowiadającą danemu rozmiarowi. Przy wyborze materiału trzeba uwzględnić jego właściwości higroskopijne oraz termiczne. Wilgotność i/lub temperatura w miejscu użytkowania mogą być przyczyną zmian wymiarów. Z tego powodu nie można zagwarantować ogólnej zgodności z wymaganiami normy DIN.

prześwit

Działanie napędów śrubowych wymaga pewnego zakresu luzu. Oprócz luzu napędu śrubowego spowodowanego tolerancjami produkcji, trzeba uwzględnić parametry specyficzne dla danego zastosowania. Oprócz wpływu temperatury oraz wilgotności, trzeba uwzględnić minimalny luz w danym zastosowaniu, a także ciepło tarcia wytwarzane podczas pracy. Z tego powodu, w zastosowaniach wymagających dużej precyzji nie zaleca się używania napędów śrubowych bez uprzedniego przeprowadzenia testów funkcjonalnych. W praktyce, skutecznym sposobem eliminowania niepożądanego luzu jest dociążanie. Oprócz standardowego asortymentu oferujemy też inne rozwiązania. Aby zapoznać się z nimi, zachęcamy do kontaktu z naszymi ekspertami.

Sprawność

Sprawność jest definiowana jako stosunek mocy wyjściowej do mocy wejściowej. Nakrętki trapezowe drylin® cechują się niskim tarciem i wysoką wydajnością. Przy pracy na sucho, nakrętki trapezowe pozwalają na uzyskanie sprawności od 20 do 48%. Przy pracy na sucho, nakrętki śrub pociągowych z gwintem szybkim pozwalają na uzyskanie sprawności od 50 do 80%. Chociaż nakrętki śrub pociągowych drylin® zostały zaprojektowane z myślą o pracy na sucho, smarowanie może pomóc w dodatkowym zwiększeniu sprawności.

Samoblokująca

Napędy śrubowe z gwintem trapezowym jednozwojnym są samohamowne. Oznacza to, że kąt zarysu gwintu oraz tarcie ślizgowe zapobiegają ruchowi nakrętki lub śruby pociągowej przy braku działania sił zewnętrznych. Gdy tylko zewnętrzna siła będzie większa od tarcia statycznego, elementy przestaną być samohamowne. Nakrętki trapezowe z gwintem trapezowym wielozwojnym są „szczątkowo samohamowne”, natomiast napędy śrubowe z gwintem szybkim nie są samohamowne.

Nakrętki zapobiegające luzom przy zmianie kierunku (Anti-Backlash)

Luz w napędach śrubowych przy zmianie kierunku jest powodowany z powodu luzu osiowego. Dociążenie osiowe, wykorzystujące sprężynę elastomerową w znacznym stopniu redukuje drgania oraz samoistne wibracje (będące często przyczyną hałasu, zwłaszcza w przypadku długich śrub pociągowych oraz dużych prędkości obrotowych).

Nakrętki bezluzowe (Zero-Backlash)

Napędy śrubowe z szybkim gwintem do szybkiego pozycjonowania małych obciążeń. System z kasacją luzu gwarantuje minimalny luz przy zmianie kierunku w całym okresie eksploatacji. Jest to idealne rozwiązanie do precyzyjnego pozycjonowania oraz podawania w aparaturze medycznej, laboratoryjnej, maszynach drukarskich, a także w innych dziedzinach związanych z naukami przyrodniczymi. Przy dużych obciążeniach, narażeniu na zanieczyszczenia lub skrajne warunki otoczenia trzeba stosować nakrętki z gwintem szybkim bez kasacji luzu lub z gwintem trapezowym.

Y = Ścieranie [% wag.]
 
A = POM
B = PA
C = J
D = W300
 
Rys. 01: badanie ścierania na walcowanej śrubie pociągowej z gwintem trapezowym

Y = Ścieranie [mg/km]
 
A = J
B = W300
C = J350
D = A180
E = POM
 
Rys. 02: badanie ścierania na śrubie pociągowej ze stali C15 [mg/km] skok 140 mm, 50 N, śruba pociągowa ze stali C15, walcowana, 450 obr./min

Y = Ścieranie [mg/km]
 
A = J
B = W300
C = J350
D = A180
 
Rys. 03: badanie ścierania na śrubie pociągowej ze stali nierdzewnej [mg/km] skok 140 mm, 50 N, śruba pociągowa ze stali nierdzewnej, walcowana, 450 obr./min

Nakrętki trapezowe zapobiegające luzom przy zmianie kierunku, w systemie nakładania kleju maszyny klejącej krawędzie (obróbka drewna). Zapewniają najwyższy poziom precyzji gwarantując bezluzową pracę mechanizmu regulującego.

Nakrętka trapezowa z kasacją luzu zapobiega luzom przy zmianie kierunku

Montaż nakrętki śruby pociągowej

Nakrętki trapezowe drylin® muszą być zabezpieczone przed obróceniem oraz poślizgiem osiowym.

Nakrętki trapezowe z kołnierzem

Maksymalny moment dokręcający 2,5 Nm dotyczy śrub M6 mocujących nakrętkę kołnierzową. Zalecamy zabezpieczenie śrub mocujących przy użyciu środków innych producentów (np. płynny środek do blokowania śrub). W przypadku większych momentów dokręcania zalecane jest użycie wciskanych tulei metalowych.

System nakrętki z kasacją luzu

1. Nakrętka nośna
2. Pierścień blokujący ze sprężyną skrętną
3. Podkładka cierna
4. Element osiowy

Pierścień blokujący ze sprężyną skrętną 2. trzeba wkręcić do połowy nakrętki nośnej 1. oraz umieścić ramię sprężyny w otworze.

Ustawić podkładkę cierną 3. oraz element osiowy 4. w jednej płaszczyźnie z pierścieniem blokującym. Upewnić się, czy pierścień blokujący nie obraca się.

Teraz można zwolnić pierścień blokujący, tak aby dociążyć nakrętkę na śrubie pociągowej.

Cylindryczne nakrętki śruby pociągowej

Zewnętrzna średnica cylindrycznej nakrętki śruby pociągowej ma tolerancję h9. Z tego powodu, w celu niezawodnego zamocowania zalecamy połączenie kształtowe, np. z wykorzystaniem rowków klinowych. W praktyce, gdy występują małe siły sprawdzają się też połączenia śrubowe. Zasadniczo nie zaleca się klejenia nakrętek śrub pociągowych. Gdy jednak nakrętki te mają być klejone, zawsze trzeba przeprowadzić odpowiednie próby.

 
 
 
 

 
 
W celu napięcia sprężyny skrętnej, pierścień blokujący trzeba wkręcić aż do końca nakrętki nośnej.

Docisnąć nakrętkę nośną 1. do elementu osiowego 4. i przez nakrętkę wkręcić śrubę pociągową. Jednocześnie zwrócić uwagę na utrzymanie dociążenia pierścienia blokującego.

Specjalne wersje nakrętek

Zachęcamy do korzystania z naszych usług obróbki – wykonujemy gotowe do zamontowania nakrętki śrub pociągowych dostosowane do indywidualnych wymagań. Prosimy o przesłanie rysunku. W krótkim czasie wyślemy Państwu wycenę.

Przykłady nakrętek na indywidualne zamówienie

Wybór materiałów

Nakrętki trapezowe drylin® są standardowo wykonywane z 4 tworzyw:
 
iglidur® J
Materiał ten cechuje się najlepszymi wartościami tarcia dla większości elementów współpracujących, a także małą absorpcją wilgoci.
 
iglidur® W300
Materiał ten wyróżnia się dużą wytrzymałością statyczną.
 
iglidur® A180
Materiał ten jest zgodny z wymaganiami FDA (amerykańskiej agencji żywności i leków), a tym samym może mieć bezpośredni kontakt z żywnością oraz lekami.

Żywotność

Nakrętki trapezowe drylin® są wykonywane ze zoptymalizowanych trybologicznie materiałów. Właściwości cierne napędów śrubowych drylin® optymalizujemy już na etapie projektowania, dążąc do zapewnienia możliwie najmniejszej wartości współczynnika ścierania oraz dobrych wartości tarcia. W celu zapewnienia najlepszej możliwej żywotności oraz precyzyjnej oceny odporności na ścieranie, w laboratorium firmy igus® w Kolonii co roku przeprowadza się setki prób na stanowiskach do badania gwintów. Nasi eksperci chętnie przeprowadzą próby dotyczące Państwa zastosowań.

Stanowisko do badania żywotności w laboratorium firmy igus®

Materiał iglidur®	Ciśnienie powierzchniowe
iglidur® J	4 MPa
iglidur® W300	5 MPa
iglidur® A180	3,5 MPa
iglidur® J350	2 MPa

Tabela 01:dopuszczalny długotrwały lekki nacisk w gwintach

Obliczanie obciążeń gwintu trapezowego

Obciążalność nakrętek trapezowych śrub pociągowych wykonanych z wytrzymałych polimerów zależy od nacisku powierzchniowego, prędkości oraz temperatury roboczej. Stosunek temperatur będzie zależał zarówno od częstotliwości, jak i od materiału śruby pociągowej oraz jej własności cieplnych.
 

Materiał iglidur®	długotrwałe obroty
iglidur® J	1,5
iglidur® W300	1,0
iglidur® A180	0,8
iglidur® J350	1,3

Tabela 02: prędkości powierzchniowe łożyska iglidur® w m/s
 
Maks. dopuszczalna wartość pv
Dla każdego rozmiaru gwintu dopuszczalną prędkość powierzchniową oraz wynikającą z niej prędkość skoku można wyznaczyć na podstawie wartości pv oraz powierzchni kontaktowych podanych w tabelach z wymiarami.
 

Cykl pracy ED	Wartość pvmax.[MPaxm/s]
100 %	0,08
50 %	0,2
10 %	0,4

Tabela 03: wartości referencyjne przy stosowaniu nakrętek z tworzyw sztucznych drylin® bez smarowania (skok 500 mm). Przy mniejszych lub większych zakresach skoku może być konieczne uwzględnienie współczynnika korekcyjnego.

Cykl pracy 100%

Wymagana część powierzchni kontaktowej:
A_e = F_osiowa / p_tol [mm²]
 
Dobór wymaganego rozmiaru gwintu oraz określenie rzeczywistego ciśnienia powierzchniowego:
p_rzeczywiste = F_osiowa / A_{e rzeczywista} [MPa]
 
wartość pv:
pv = p_rzeczywiste x v
 
Prędkość powierzchniowa:
v = n x d1 x π/ 60.000[m/s]
 
liczba obrotów:
n = v x 1.000 x 60 / π x d1 [1/min]{HZB} {HZC}Prędkość skoku:{HZD} s = n x P / 60.000 [m/s]{HZE} {HZF}Moment obrotowy:{HZG}ta{HZH}= F{HZI}osiowa{HZJ} x p / 2000 x π x η{HZK}te{HZL}= F{HZM}osiowa{HZN} x p x η/ 2000 x π {HZO} {HZP} Rys. 05: Zestawienie wzorów obliczeniowych – napędy śrubowe {HZQ} 

Fosiowa	Siła osiowa
Pdop	Maks. dopuszczalne ciśnienie powierzchniowe 5 N/mm2
przecz	efektywny nacisk powierzchniowy na określony rozmiar gwintu
Ae rzecz	Efektywna powierzchnia nośna wybranej nakrętki trapezowej śruby pociągowej
P	Skok
d1	średnica efektywna
Mta	Moment obrotowy [Nm] przy przekształcaniu ruchu obrotowego na ruch liniowy
Mte	Moment obrotowy [Nm] przy przekształcaniu ruchu liniowego na ruch obrotowy
v	X = Prędkość powierzchniowa [m/s]
s	Skok [m/s]
n	Liczba obrotów [min-1]
η	Sprawność