Ridicare a șuruburilor cu angrenaj melcat: Atotputernicul „Optimus Prime” în domeniul transmisiei de precizie

În stadiul transmisiei industriale moderne de precizie, Elevator cu șurub de mașină cu angrenaj melcat a devenit „nodul de transmisie” de bază al multor industrii cu designul său structural unic și performanța excelentă. De la linia de producție a industriei prelucrătoare la platforma de ridicare a ingineriei construcțiilor, de la echipamente de automatizare la echipamente energetice noi, ridicarea șurubului mașinii cu angrenaje melcate oferă un suport solid pentru funcționarea mecanică în diverse domenii cu performanțe stabile, eficiente și precise. În continuare, vom analiza secretele acestui echipament de precizie sub toate aspectele și în profunzime.

Dispozitivul de conversie a puterii de bază al mașinii cu angrenaje melcate este sistemul de transmisie al angrenajului melcat, care poate fi numit „inima” ascensorului. Mecanismul angrenajului melcat constă dintr-un melc și o roată melc, care transmite mișcarea și puterea prin angrenarea dintre axele eșalonate. Viermele este de obicei folosit ca parte activă, iar suprafața dintelui elicoidal se încorporează cu dinții angrenajului roții melcate pentru a obține un raport mare de transmisie a mișcării de decelerare. Acest mod de transmisie are caracteristicile remarcabile de structură compactă, raport mare de transmisie, funcționare lină și zgomot redus.

Din punct de vedere al principiului tehnic, unghiul helix al viermei și unghiul helix al roții melcate trebuie să fie strict potrivite pentru a asigura un efect bun de îmbinare. Numărul de capete vierme determină eficiența și raportul de viteză al transmisiei. Viermele cu un singur cap are un raport de transmisie mare, dar eficiența este relativ scăzută, în general în jur de 60% - 70%; viermii cu mai multe capete pot îmbunătăți eficiența transmisiei. De exemplu, eficiența viermilor cu dublu cap poate ajunge la 75% - 85%, dar raportul de viteză va fi redus în consecință. Roata melcată este de obicei realizată din materiale din aliaj de cupru, cum ar fi ZCuSn10Pb1, cu o rezistență bună la uzură, pentru a reduce uzura la îmbinarea cu melcul și pentru a prelungi durata de viață. În aplicațiile practice, prin proiectarea rezonabilă a parametrilor angrenajului melcat, cum ar fi modulul, unghiul de presiune, unghiul elicei etc., performanța transmisiei poate fi optimizată pentru a răspunde nevoilor diferitelor condiții de lucru. De exemplu, în industria metalurgică, care necesită un cuplu mare, se folosește un angrenaj melcat cu un modul mai mare pentru a spori capacitatea portantă; în timp ce în industria de fabricație electronică, care are cerințe de precizie extrem de ridicate, se folosește un angrenaj melcat cu o precizie ridicată și un modul mic pentru a asigura acuratețea transmisiei.

Ungerea sistemului de transmisie melcat este, de asemenea, foarte importantă. Lubrifianții adecvați nu numai că pot reduce coeficientul de frecare și uzura, ci pot juca și un rol de răcire și curățare. Lubrifianții utilizați în mod obișnuit includ uleiuri de viteze industriale de presiune extremă, etc. În funcție de mediul de lucru și condițiile de încărcare, lubrifianții trebuie înlocuiți în mod regulat pentru a asigura funcționarea normală a sistemului.

Perechea șurub piuliță este o componentă cheie care transformă mișcarea de rotație a transmisiei angrenajului melcat în mișcare liniară și este „executorul” ascensorului pentru a realiza funcția de ridicare. Șurubul este un șurub, iar piulița cooperează cu șurubul. Când roata melcat antrenează șurubul să se rotească, piulița se mișcă axial pe șurub, realizând astfel ridicarea și coborârea sarcinii.

Conform procesului de fabricație, șurubul poate fi împărțit în șurub laminat și șurub de împământare. Șuruburile de plumb laminate sunt formate prin proces de laminare, cu eficiență ridicată de producție și costuri reduse și sunt potrivite pentru ocazii cu cerințe de precizie scăzută, cum ar fi echipamente obișnuite de transport de materiale; Șuruburile de împământare sunt prelucrate prin șlefuire de înaltă precizie, cu precizie ridicată a suprafeței și dreptate bună și sunt utilizate pe scară largă în producția de semiconductori, echipamente medicale și alte domenii cu cerințe de precizie extrem de ridicată, iar precizia lor de poziționare poate ajunge la ± 0,01 mm sau chiar mai mare. Designul piuliței este, de asemenea, crucial. De obicei se folosesc piulițe despicate sau piulițe integrale, iar spațiul dintre șurubul de plumb și piuliță este eliminat printr-un dispozitiv de pre-strângere pentru a îmbunătăți rigiditatea și precizia transmisiei. Există metode de pre-strângere a garniturii și de pre-strângere a arcului, iar diferite metode de pre-strângere sunt potrivite pentru diferite condiții de lucru. De exemplu, pre-strângerea garniturii are o structură simplă și un cost redus, dar este incomod de ajustat; prestrângerea arcului poate compensa automat uzura și menține o forță stabilă de prestrângere.

În timpul funcționării perechii de piulițe cu șurub, plumbul șurubului este, de asemenea, un parametru cheie. Cu cât plumbul este mai mare, cu atât piulița se mișcă mai repede, dar capacitatea de încărcare este relativ mică; cu cât plumbul este mai mic, cu atât piulița se mișcă mai încet, dar capacitatea de încărcare și precizia sunt mai mari. Prin urmare, atunci când proiectați, este necesar să selectați în mod rezonabil cablul șurubului în funcție de cerințele reale de lucru.

Cutia este carcasa exterioară a ridicătorului șurubului angrenajului melcat, care joacă rolul de a susține și proteja componentele interne ale transmisiei și este „fundamentul” funcționării stabile a echipamentului. Cutia este în general realizată din fontă de înaltă rezistență sau materiale din aliaj de aluminiu, cu o rigiditate bună și performanță de disipare a căldurii. Luând ca exemplu cutia din fontă de înaltă rezistență, rezistența sa la tracțiune poate ajunge la mai mult de 300 MPa, care poate rezista la sarcini externe mari și solicitări interne.

Structura de susținere internă, cum ar fi scaunul rulmentului, sistemul de arbore etc., oferă un suport fiabil pentru angrenajul melcat și șurub, asigurând că componentele transmisiei mențin relația corectă de poziție în timpul funcționării și reducând vibrațiile și zgomotul. Precizia și rigiditatea scaunului rulmentului afectează direct durata de viață a rulmentului și stabilitatea de funcționare a echipamentului. De obicei, centrele de prelucrare CNC sunt utilizate pentru prelucrarea de precizie pentru a asigura acuratețea dimensională și toleranța de formă și poziție a găurii scaunului rulmentului. Proiectarea sistemului de arbore trebuie, de asemenea, să ia în considerare factori precum rezistența, rigiditatea și viteza critică a arborelui pentru a evita rezonanța în timpul funcționării.

Designul corpului cutiei trebuie, de asemenea, să ia în considerare performanța de etanșare pentru a preveni scurgerea uleiului de lubrifiere și intrarea prafului extern și a impurităților, astfel încât să asigure o bună lubrifiere a pieselor interne de transmisie și un mediu de lucru curat. Metodele obișnuite de etanșare includ etanșarea prin contact și etanșarea fără contact. Etanșarea la contact, cum ar fi garniturile cu buze, are un efect de etanșare bun, dar crește rezistența la frecare; Etanșarea fără contact, cum ar fi etanșările labirint, are un efect de etanșare relativ slab, dar are frecare scăzută și durată de viață lungă. Corpul cutiei este de obicei echipat cu o fereastră de observare și un indicator al nivelului de ulei, ceea ce este convenabil pentru operatori să observe funcționarea componentelor interne și să verifice nivelul uleiului de lubrifiere și să efectueze întreținerea și întreținerea la timp. Unele lifturi de ultimă generație sunt, de asemenea, echipate cu senzori de temperatură și senzori de vibrații pentru a monitoriza temperatura și vibrațiile din interiorul cutiei în timp real și alarma în timp când apar anomalii pentru a evita defecțiunea echipamentului.

Ridicatorul cu șurub cu angrenaj melcat are capabilități excelente de poziționare de înaltă precizie, ceea ce îl face să strălucească în domeniul producției de precizie. În procesul de fabricare a cipurilor semiconductoare, napolitanele trebuie să fie transportate cu precizie la diferite stații de procesare. Ridicatorul șurubului cu angrenaj melcat poate controla eroarea de poziționare la nivel de microni cu controlul său liniar de înaltă precizie a mișcării, asigurând acuratețea și randamentul producției de cip. Luând ca exemplu o linie de producție de napolitană de 12 inchi, precizia de poziționare a dispozitivului de ridicare cu șurub cu angrenaj melcat folosit ajunge la ± 0,005 mm. Cu sistemul avansat de poziționare vizuală, napolitana poate fi transmisă și poziționată cu precizie, îmbunătățind considerabil calitatea producției și eficiența cipului.

În domeniul dispozitivelor medicale, cum ar fi scanere CT, roboți chirurgicali și alte echipamente, dispozitivele de ridicare a șuruburilor cu angrenaje melcate sunt utilizate pentru a regla cu precizie poziția și unghiul echipamentului pentru a oferi diagnostic și tratament precis pentru pacienți. La roboții chirurgicali, dispozitivele de ridicare a șuruburilor cu angrenaje melcate trebuie să obțină un control de înaltă precizie a mișcării într-un spațiu mic, iar precizia lor de poziționare este necesară pentru a ajunge la ± 0,02 mm pentru a se asigura că instrumentele chirurgicale pot ajunge cu precizie la locul leziunii și pot reduce traumatismele și riscurile chirurgicale. În același timp, caracteristicile de funcționare lină ale dispozitivului de ridicare cu șurub cu angrenaj melcat asigură, de asemenea, siguranța și fiabilitatea procesului chirurgical.

Ascensoarele cu șurub cu angrenaje melcate au o capacitate mare de încărcare puternică și pot asuma cu ușurință diverse responsabilități grele în domeniul industrial. În industria de fabricare a mașinilor grele, cum ar fi prese mari, mașini de turnat prin injecție și alte echipamente, lifturile cu șurub cu angrenaje melcate sunt folosite pentru a ridica bancurile de lucru și matrițe și pot rezista la câteva tone sau chiar zeci de tone de greutate. De exemplu, într-o presă hidraulică mare de 5.000 de tone, ridicătorul cu șurub cu angrenaj melcat echipat are o singură capacitate de încărcare de până la 100 de tone. Prin munca coordonată a mai multor ascensoare, bancul de lucru poate fi ridicat și coborât fără probleme pentru a satisface nevoile de prelucrare a pieselor mari.

În domeniul ingineriei construcțiilor, ascensoarele cu șurub cu angrenaje melcate sunt adesea folosite pentru a construi platforme de ridicare și schele pentru a oferi suport de încredere pentru transportul personalului de construcții și al materialelor de construcție. În construcția clădirilor super-înalte, platformele mari de ridicare utilizate sunt conduse în paralel de mai multe ascensoare cu șurub cu angrenaj melcat, cu o capacitate totală de încărcare de peste 50 de tone, care pot transporta simultan o cantitate mare de materiale de construcție și echipamente de construcție, îmbunătățind eficiența construcției. În industriile portuare și de logistică, ascensoarele cu șurub cu angrenaje melcate sunt utilizate în macarale și echipamente de încărcare și descărcare pentru a realiza ridicarea și manipularea eficientă a mărfurilor. În macaralele pentru containere din porturile automate, lifturile cu șurub cu angrenaje melcate pot ridica containere rapid și precis, cu o eficiență de încărcare și descărcare de 30-40 de containere standard pe oră, îmbunătățind considerabil capacitatea de debit a portului.

Funcția de autoblocare a ridicătorului șurubului angrenajului melcat este o caracteristică importantă pentru a asigura funcționarea sa în siguranță. Deoarece transmisia angrenajului melcat are caracteristicile de autoblocare inversă, atunci când sursa de alimentare nu mai funcționează, perechea de piulițe cu șuruburi se va bloca automat pentru a preveni alunecarea sarcinii din cauza gravitației, asigurând siguranța echipamentului și a personalului. Această caracteristică este utilizată pe scară largă în multe domenii cu cerințe de siguranță extrem de ridicate.

În platformele de lucru aeriene, ascensoare și alte echipamente, funcția de autoblocare este o măsură de siguranță vitală. Luând ca exemplu un anumit model de platformă de lucru aeriană, atunci când platforma se ridică la înălțimea specificată, chiar dacă există o întrerupere a curentului sau o defecțiune a sistemului de alimentare, funcția de autoblocare a ridicării șurubului angrenajului melcat poate intra în vigoare imediat, blocând platforma ferm pe loc pentru a evita căderea platformei și cauzarea accidentelor de siguranță. În unele echipamente mecanice care trebuie să mențină o poziție fixă, cum ar fi dispozitivul de poziționare al unei linii de producție automate, funcția de autoblocare poate asigura că echipamentul nu va fi deplasat din cauza interferențelor externe în timpul funcționării, îmbunătățind astfel stabilitatea de lucru și fiabilitatea echipamentului. Pe linia de asamblare a motorului de automobile, ridicarea șurubului angrenajului melcat utilizat pentru poziționarea cilindrului motorului se bazează pe funcția de autoblocare pentru a menține aceeași poziție după finalizarea poziționării, asigurându-se că procesul de asamblare ulterior poate fi efectuat cu precizie.

Avantajele de performanță ale ridicătorului șurubului angrenajului melcat îl fac pe scară largă în multe domenii. În industria producției de automobile, este utilizat pentru transportul materialelor și punerea în funcțiune a echipamentelor liniei de producție. Pe linia de asamblare a autovehiculelor, ridicarea șurubului cu angrenaj melcat este utilizat pentru a ridica șasiul automobilului pentru a facilita muncitorilor să instaleze componente precum motoarele și cutiile de viteze. În același timp, în echipamentele de testare a pieselor de automobile, ridicarea șurubului angrenajului melcat joacă, de asemenea, un rol important, care este utilizat pentru a regla cu precizie poziția instrumentului de testare pentru a asigura acuratețea rezultatelor testului.

În domeniul aerospațial, este utilizat pentru instalarea și testarea echipamentelor pieselor de aeronave. În timpul procesului de asamblare a aripii aeronavei, este necesară o ridicare cu șurub de înaltă precizie a angrenajului melcat pentru a regla poziția și unghiul aripii pentru a asigura precizia conexiunii dintre aripă și fuzelaj. Pe turnul de lansare a satelitului, ridicarea șurubului angrenajului melcat este utilizat pentru a ridica dispozitivul de andocare al satelitului și al rachetei pentru a asigura o andocare precisă înainte de lansare.

În noua industrie energetică, cum ar fi generarea de energie eoliană, generarea de energie solară fotovoltaică și alte proiecte, ridicarea șurubului cu angrenaj melcat este utilizat pentru a regla unghiul și poziția echipamentului de generare a energiei pentru a îmbunătăți eficiența conversiei energiei. În setul de generatoare a turbinei eoliene, ridicarea șurubului angrenajului melcat este utilizat pentru a regla unghiul lamei, astfel încât să fie întotdeauna în cea mai bună stare spre vânt pentru a îmbunătăți eficiența generării de energie. În centrala solară fotovoltaică, ridicarea șurubului cu angrenaj melcat este utilizat pentru a conduce sistemul de urmărire solară al panoului fotovoltaic, astfel încât panoul fotovoltaic să poată regla automat unghiul pe măsură ce poziția soarelui se schimbă și să maximizeze recepția energiei solare.

În domeniul mașinilor de scenă, al facilităților de distracție, al depozitelor inteligente etc., ridicarea șurubului cu angrenaj melcat joacă, de asemenea, un rol important. În spectacolele de scenă la scară largă, prin controlul coordonat al mai multor ridicări cu șurub cu angrenaje melcate, pot fi realizate ridicarea rapidă și mișcarea complexă a decorului scenei, creând un efect de scenă bogat și divers. În facilitățile de distracție, este folosit pentru a controla ridicarea și rotația echipamentelor, cum ar fi roller coasters și roți Ferris. În sistemul de depozitare inteligent, ridicătorul cu șurub cu angrenaj melcat realizează depozitarea și manipularea automată a mărfurilor, îmbunătățind rata de utilizare a spațiului de depozitare și eficiența logistică. De exemplu, într-un anumit depozit stereoscopic automat, ridicătorul șurubului cu angrenaj melcat utilizat poate stoca și recupera rapid și precis mărfurile pe benzi înguste, iar capacitatea de depozitare poate ajunge la mai mult de 100 de paleți pe oră.

Odată cu dezvoltarea rapidă a automatizării industriale și a producției inteligente, ascensoarele cu șurub cu angrenaje melcate se modernizează, de asemenea, în direcția inteligenței și automatizării. Prin integrarea senzorilor, controlerelor și modulelor de comunicație, dispozitivele de ridicare cu șurub cu angrenaje melcate pot monitoriza starea de funcționare a echipamentelor în timp real, cum ar fi greutatea încărcăturii, viteza de funcționare, temperatura și alți parametri și pot transmite date către sistemul de control. Sistemul de control ajustează automat starea de funcționare a ascensorului în funcție de programele și parametrii prestabiliți pentru a obține un control și management inteligent.

În prezent, pe piață au apărut dispozitive de ridicare cu șurub cu angrenaj melcat cu funcții inteligente de diagnosticare. Aceste ascensoare au senzori încorporați, cum ar fi senzori de presiune, senzori de deplasare, senzori de temperatură etc., care pot colecta date de funcționare a echipamentului în timp real. Când echipamentul este anormal, cum ar fi suprasarcină, supratemperatura, uzura șurubului etc., sistemul va analiza și diagnostica automat și va emite un semnal de alarmă la timp, oferind în același timp cauza defecțiunii și o soluție. De exemplu, o anumită marcă de ridicare inteligentă a șurubului cu angrenaj melcat monitorizează vibrația echipamentului printr-un senzor de vibrație încorporat. Când sunt detectate vibrații anormale, sistemul va determina automat că poate fi o problemă, cum ar fi uzura rulmentului sau îndoirea șuruburilor și va anunța personalul de întreținere să verifice și să repare, ceea ce îmbunătățește foarte mult fiabilitatea și eficiența întreținerii echipamentului.

În linia de producție automată, ridicarea șurubului cu angrenaj melcat poate fi conectată cu alte echipamente pentru control, ajustează automat viteza și poziția de ridicare în funcție de ritmul de producție și îmbunătățește eficiența producției și calitatea produsului. Prin tehnologiile de comunicație, cum ar fi Ethernet industrial sau fieldbus, ridicătorul cu șurub cu angrenaj melcat poate interacționa cu PLC, roboți și alte echipamente pentru date și poate lucra împreună. De exemplu, pe linia de producție automată de piese auto, atunci când robotul finalizează asamblarea unei piese, ridicătorul șurubului cu angrenaj melcat transportă automat piesa asamblată la următoarea stație. Întregul proces nu necesită intervenție umană, realizându-se un grad ridicat de automatizare în producție.

Pentru a satisface nevoile echipamentelor moderne de ușoare și miniaturizare, lifturile cu șurub cu angrenaje melcate inovează în mod constant în design, folosind noi materiale și procese noi pentru a obține ușurință și miniaturizare. În ceea ce privește materialele, aliajele de aluminiu de înaltă rezistență, aliajele de titan și alte materiale ușoare sunt folosite pentru a înlocui materialele tradiționale din fontă, ceea ce reduce foarte mult greutatea echipamentului, asigurând în același timp rezistența și performanța echipamentului. În comparație cu ascensoarele tradiționale din fontă, noul ridicător cu șurub cu angrenaj melcat din aliaj de aluminiu a redus greutatea, dar capacitatea portantă și durata de viață nu au fost reduse.

Din punct de vedere al designului structural, echipamentul este miniaturizat prin optimizarea structurii perechii de piulițe melcate și șurub, reducând numărul și dimensiunea pieselor. Conceptul de design integrat este adoptat pentru a integra carcasa, scaunul rulmentului și alte componente, pentru a reduce piesele de conectare și pentru a îmbunătăți integrarea echipamentului. În același timp, structura este optimizată prin utilizarea analizei cu elemente finite și a altor tehnologii pentru a minimiza dimensiunea structurală, asigurând în același timp rezistența și rigiditatea. Ridicatorul cu șurub cu angrenaj melcat mic are o dimensiune mai mică prin design optimizat, dar poate îndeplini în continuare cerințele de lucru de înaltă precizie și sarcină mare și este potrivit pentru roboți mici, echipamente portabile și alte domenii.

În contextul susținerii globale a protecției mediului ecologic și a conservării energiei și a reducerii emisiilor, ascensoarele cu șurub cu angrenaje melcate adoptă, de asemenea, în mod activ protecția mediului ecologic și tehnologiile de economisire a energiei. În procesul de fabricație, materiale și procese ecologice sunt utilizate pentru a reduce utilizarea și emisia de substanțe nocive și pentru a reduce poluarea mediului. De exemplu, vopseaua pe bază de apă este utilizată în locul vopselei tradiționale pe bază de ulei. Acoperirile pot reduce emisia de compuși organici volatili (COV); tehnologia de prelucrare fără tăiere poate fi utilizată pentru a reduce generarea de deșeuri metalice.

În timpul funcționării, prin optimizarea designului sistemului de transmisie și selectarea materialelor eficiente de lubrifiere, eficiența transmisiei echipamentului poate fi îmbunătățită și poate fi redus consumul de energie. Cercetarea și dezvoltarea de noi forme de dinți ai angrenajului melcat, cum ar fi angrenajele melcate cu dublu plumb și angrenajele melcate cu dinți de arc, pot îmbunătăți eficiența transmisiei cu 5% - 10%. În același timp, dezvoltarea ascensoarelor cu șurub melcat acționate de energie regenerabilă, cum ar fi acționarea solară și acționarea hidraulică, poate reduce și mai mult dependența de energia tradițională și poate atinge obiectivul protecției ecologice a mediului. În unele centrale solare fotovoltaice la distanță, utilizarea lifturilor cu șurub melcat acționat de solar pentru a regla unghiul panourilor fotovoltaice nu numai că economisește resursele de energie electrică, dar reduce și emisiile de carbon, cu beneficii economice și de mediu bune.

În prezent, piața de ridicare cu șurub melcat este foarte competitivă, cu multe companii interne și străine participând la ea. Companiile internaționale au ocupat o pondere mare pe piața high-end cu tehnologia lor avansată și avantajele mărcii. Aceste întreprinderi au echipe puternice de cercetare și dezvoltare și sisteme de producție perfecte și lansează continuu produse de înaltă performanță și de înaltă precizie pentru ridicarea șurubului cu angrenaje melcate. De exemplu, ridicarea șurubului cu angrenaje melcate de la SEW adoptă procese și materiale avansate de fabricație, cu precizie ridicată a produsului și fiabilitate puternică și este utilizat pe scară largă în domenii de ultimă generație, cum ar fi producția de automobile și semiconductori.

Întreprinderile autohtone au făcut, de asemenea, progrese mari în ultimii ani, îmbunătățindu-se continuu în cercetarea și dezvoltarea tehnologiei și calitatea produselor și reducând treptat decalajul față de nivelul avansat internațional. Unele întreprinderi interne au dezvoltat produse de ridicare cu șurub cu angrenaje melcate cu drepturi de proprietate intelectuală independente prin inovare independentă și introducere a tehnologiei și au o competitivitate puternică pe piețele low-end și mid-end. În același timp, întreprinderile autohtone au câștigat o aplicare largă pe piața internă și pe unele piețe emergente, în virtutea avantajelor lor de cost și a avantajelor de servicii localizate. Ridicatorul cu șurub cu angrenaj melcat dezvoltat de întreprinderile naționale a redus costurile produselor prin optimizarea proceselor de proiectare și producție și a oferit servicii post-vânzare cu răspuns rapid și a fost utilizat pe scară largă în

(II) Perspective de viitor

5. Concluzie