Опоры ШВП удерживают концы шарико-винтовой передачи в заданном положении и обеспечивают вращение винта. От их конструкции и установки зависят жёсткость оси, допустимая скорость вращения и поведение механизма при смене направления движения.
Опорные узлы применяют в:
станках с ЧПУ;
координатных столах;
портальных системах;
автоматизированных производственных линиях;
механизмах линейной подачи;
измерительном и сборочном оборудовании.
Обычно винт устанавливают между фиксирующей и поддерживающей опорами. Они выполняют разные функции, поэтому при подборе проверяют оба конца винта и схему закрепления оси.
Какие задачи решают опоры ШВП
Фиксирующая опора удерживает винт в осевом направлении и воспринимает усилие, передаваемое через ШВП. В типовых узлах для этого применяют радиально-упорные подшипники с заданным преднатягом. Поддерживающая опора удерживает второй конец винта радиально. В стандартных исполнениях THK на этой стороне используется радиальный шарикоподшипник.
Такое распределение функций важно при работе станка. Если опоры установлены с перекосом или фиксирующая сторона имеет нежелательное осевое перемещение, точность позиционирования может ухудшиться даже при правильно выбранной гайке ШВП.
Фиксирующая и поддерживающая сторона
Роль опоры
Распространённые серии
Основная функция
Фиксирующая
BK, FK, EK; в отдельных линейках AK
Осевое позиционирование винта и восприятие нагрузки
Поддерживающая
BF, FF, EF; в отдельных линейках AF
Радиальная поддержка противоположного конца винта
Пары BK/BF, FK/FF и EK/EF относятся к распространённым сочетаниям типов опор. Серии различаются формой корпуса, монтажными размерами и обработкой конца винта, для которого они предназначены. Например, BK имеет корпус блочного типа, а FK — круглое фланцевое исполнение. Подходящую пару определяют по чертежам конкретного производителя.
Поддерживающую опору не выбирают в качестве прямой замены фиксирующей. Её назначение и устройство подшипникового узла отличаются.
Обозначения опор
Пример: BK20.
BK — серия фиксирующей опоры блочного типа;
20 — типоразмер опоры в системе обозначений изготовителя.
Для противоположной стороны может применяться опора серии BF соответствующего исполнения. Однако число после букв не следует автоматически считать диаметром резьбовой части винта. Оно не описывает все посадочные размеры обработанного конца.
Показательный пример — BF10: для этого товара указан диаметр 8 мм, хотя в названии стоит число 10. Поэтому при подборе сравнивают чертёж опоры с чертежом опорной шейки винта, а не только два обозначения.
Что входит в конструкцию
Опора представляет собой корпус с подшипниковым узлом. В зависимости от серии и комплектации могут предусматриваться уплотнения, крышка, стопорное кольцо, крепёж и детали для фиксации винта. Состав поставки уточняют для выбранной модели.
Фиксирующая сторона требует особого внимания к подшипникам и осевой фиксации. У ряда стандартных опор THK преднатяг подшипников уже отрегулирован изготовителем. Это упрощает сборку, но не отменяет проверки посадок винта, правильной затяжки и установки корпуса на подготовленную поверхность.
Как подобрать опоры ШВП
Подбор начинают с чертежа винта и схемы его закрепления. Номинального диаметра ШВП недостаточно: подшипники устанавливаются на обработанные концы, размеры которых могут отличаться от диаметра резьбовой части.
Перед заказом проверяют:
Диаметр и длину опорной шейки на каждом конце винта.
Наличие бурта, резьбы и канавки под стопорное кольцо.
Способ осевой фиксации на приводной стороне.
Тип корпуса: блочный или фланцевый.
Высоту оси опоры над монтажной поверхностью.
Расположение и размеры крепёжных отверстий.
Расстояние между опорами.
Рабочие осевые нагрузки и скорость вращения.
Место для муфты и подключения двигателя.
Если концы винта ещё не обработаны, сначала выбирают схему опор и их типоразмеры. Затем по чертежам опор задают размеры обработки. Такой порядок помогает избежать ситуации, когда готовая посадка не подходит к выбранному подшипнику.
Как опоры влияют на скорость и жёсткость оси
Допустимая частота вращения винта зависит не только от его диаметра и длины. Существенную роль играют расстояние между опорами и схема закрепления концов. Для длинной оси их учитывают при расчёте критической скорости. Если винт работает под сжимающим осевым усилием, дополнительно проверяют устойчивость.
Жёсткость фиксирующей опоры также влияет на перемещение рабочего узла под нагрузкой. Податливость подшипников и корпуса добавляется к деформации винта и гайки. Поэтому для точной оси оценивают весь механизм подачи, а не отдельную опору.
Монтаж
Корпуса закрепляют на ровных подготовленных поверхностях, соблюдая положение оси винта относительно линейных направляющих. После установки проверяют лёгкость вращения, биение конца винта и отсутствие нежелательного осевого перемещения.
THK рекомендует контролировать биение и осевой зазор индикатором при сборке ШВП и окончательно закреплять узлы в предусмотренной последовательности. Если после затяжки крепежа винт стал вращаться заметно тяжелее, необходимо проверить соосность корпусов и положение гайки.
Преимущества
Предсказуемая схема установки винта — фиксирующая и поддерживающая стороны выполняют определённые функции.
Выбор формы корпуса — блочные и фланцевые опоры подходят для разных способов монтажа.
Исполнения с настроенным преднатягом подшипников — доступны в соответствующих сериях фиксирующих опор.
Выбор типоразмеров — позволяет подобрать опору под обработанный конец винта и габариты оси.
Возможность согласовать опоры с ШВП до обработки винта — помогает точно задать посадочные места.
Радиальная поддержка второго конца — необходима для работы винта по выбранной расчётной схеме.
Ограничения и что учесть заранее
Совпадение номера типоразмера не гарантирует совместимость. Проверяют диаметр, длину посадки и монтажные размеры.
Опоры разных производителей могут отличаться чертежами. Замена требует сравнения корпусов и концов винта.
Поддерживающая сторона не заменяет фиксирующую. Они воспринимают нагрузки по-разному.
Перекос при установке увеличивает нагрузку на подшипники. Перед запуском проверяют плавность вращения.
Размер опоры сам по себе не подтверждает допустимую скорость оси. Длину винта и схему закрепления проверяют расчётом.
Цена и заказ
Цена опоры ШВП зависит от серии, типоразмера, конструкции корпуса, подшипникового узла и комплектации.
Чтобы подобрать опоры ШВП, укажите маркировку нужных узлов и приложите чертёж обработанных концов винта. Если опоры выбираются для новой оси, потребуются также схема установки, расстояние между опорами, нагрузка и рабочая скорость. По этим данным можно проверить посадочные и монтажные размеры, уточнить наличие, срок поставки и актуальную стоимость.
