Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.14. Truyền động vitme-đai ốc
Vitme đai ốc trượt
- Vít me đai ốc trượt: Vít me đai ốc trượt là một loại cơ cấu truyền động được sử dụng để chuyển động trượt tuyến tính. Vitme bao gồm hai thành phần chính là vít me và đai ốc.
Thành phần vít me có các rãnh xoắn trên bề mặt ngoài, trong khi đai ốc có bề mặt trong phù hợp với rãnh xoắn của vít me.
Hình 28. Vitme – đai ốc trượt
29
Cơ cấu vít me – đai ốc trượt thường có những đặc điểm sau:
- Độ chính xác truyền động cao, tỷ số truyền lớn.
- Truyền động êm, có khả năng tự hãm.
- Khả năng chịu tải tốt, tính đồng nhất và độ bền cao.
- Có thể truyền động nhanh với vít me có bước ren và số vòng quay lớn.
Tuy nhiên, do chuyển động trượt, vitme còn có các nhược điểm sau:
- Có thể tạo ra một lực ma sát lớn hơn so với vít me quay.
- Đòi hỏi bảo dưỡng định kỳ để duy trì hiệu suất và tuổi thọ của cơ cấu.
Kết cấu của vít me đai ốc trượt
Dạng ren: Vít me thường có 2 dạng ren chủ yếu:
- Ren có dạng hình thang với góc 300 có các ưu điểm nổi bật như: gia công đơn giản, có thể phay hoặc mài. Nếu dùng với đai ốc bổ đôi thì có thể đóng mở lên ren dễ dàng.
- Ren có hình dạng vuông thường chỉ được sử dụng ở những máy cắt ren chính xác và máy tiện hớt lưng. Về mặt kết cấu nên chế tạo vít me với hai cổ trục giống như nhau để sau một thời gian sử dụng, có thể lắp đảo ngược vít me lại nhằm làm cho bề mặt làm việc của vít me được mòn đều ở hai bên.
- Ổ đỡ vít me: ổ đỡ vít me có tác dụng đảm bảo cho trục chuyển động với độ đảo hướng trục và độ hướng kính nhỏ. Ổ đỡ vít me thường gồm các loại.
- Ổ đỡ trục dài (Thrust bearing): Sử dụng cho các ứng dụng với lực tác động dọc trục của vít me.
- Ổ đỡ trục ngang (Radial bearing): Sử dụng cho các ứng dụng với lực tác động vuông góc với trục vít me.
- Ổ đỡ xiên (Angular contact bearing): Sử dụng cho các ứng dụng có yêu cầu chịu lực tác động xiên lên vít me.
- Ổ đỡ trục côn (Tapered roller bearing): Sử dụng cho các ứng dụng có yêu cầu chịu tải nặng và chịu lực tác động lớn.
Hình 29: Gối đỡ vít me
30
Đai ốc vít me
- Đai ốc liền thường dùng trong cơ cấu vít me – đai ốc có chế độ làm việc ít, không yêu cầu độ chính xác cao, giữa các ren có thể có độ hở nhất định.
- Đai ốc hai nửa: sử dụng để đóng, tách đai ốc khỏi vít me khi tiện vít me trên máy tiên vạn năng.
3.14.2. Cơ cấu vit me đai ốc bi Cơ cấu vít me đai ốc bi
- Vít me đai ốc bi là một hệ thống truyền động phổ biến được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và kỹ thuật. Dưới đây là một số điểm về cấu tạo và ưu nhược điểm của vít me đai ốc bi:
Cấu tạo:
- Vít me đai ốc bi bao gồm hai thành phần chính : vít me và ốc bi. Vít me có hình dạng dạng xoắn ốc với rãnh dạng V và ốc bi có dạng trụ, có rãnh khớp chính xác với rãnh của vít me. Khi vít me quay, ốc bi sẽ di chuyển theo đường trục của vít, tạo ra chuyển động truyền động.
Vitme đai ốc bi thường có những đặc điểm như sau:
- Tổn thất ma sát ít nên có hiệu suất cao, có thể đạt từ 90 – 95 %.
- Lực ma sát gần như không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nên đảm bảo chuyển động ở nhựng vận tốc nhỏ.
- Hầu như không có khe hở trong mối ghép và có thể tạo ra lực căng ban đầu, đảm bảo độ cứng vững hướng trục cao.
- Độ chính xác cao : Vít me đai ốc bi có độ chính xác cao trong việc chuyển động và truyền động. Thiết kế chi tiết và khớp nối chính xác giữa vít me và ốc bi cho phép đạt được độ chính xác cao trong việc di chuyển và vị trí.
- Lực kéo mạnh : Vít me đai ốc bi có khả năng chịu được lực kéo lớn. Thiết kế xoắn ốc của vít me cung cấp một lực lớn để vận chuyển và giữ vị trí các ứng dụng truyền động.
- Tải trọng cao : Hệ thống vít me đai ốc bi có khả năng chịu tải trọng cao. Điều này cho phép vitme được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ bền và khả năng chịu tải cao.
- Khả năng tự khóa : Vít me đai ốc bi có khả năng tự khóa, tức là khi tải trọng không hoạt động lên trục, hệ thống sẽ tự động khóa và giữ vị trí. Điều này giúp duy trì vị trí ổn định và tránh trượt.
- Vì những ưu điểm đó vít me đai ốc bi thường được sử dụng cho những máy cần có truyền động thẳng chính xác như máy khoan, các máy điều khiển chương trình số.
Nhược điểm:
- Tốc độ truyền động chậm: So với một số hệ thống truyền động khác như truyền động bằng đai hoặc xích, vít me đai ốc bi có tốc độ truyền động thấp hơn. Điều này có thể khiến vitme không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao.
- Hạn chế trong chiều dài: Vít me đai ốc bi có hạn chế trong việc truyền động trên chiều dài
31
lớn. Khi chiều dài tăng lên, có thể xảy ra độ lệch và độ chính xác giảm đi.
Tóm lại, vít me đai ốc bi có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, lực kéo mạnh, tải trọng cao và khả năng tự khóa. Tuy nhiên, vitme có hạn chế về tốc độ truyền động và chiều dài. Với những đặc tính này, vít me đai ốc bi thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và tải trọng cao.
Hình 30. Kết cấu đai ốc bi
Giữa các rãnh của đai ốc 1 và vít me 2, người ta đặt những viên bi 3, vì vậy biến ma sát trượt trở thành ma sát lăn của những viên bi chuyển động một cách liên tục. Nhờ máng nghiêng bốn mà bi được dẫn từ rãnh cuối về rãnh đầu.
Rãnh của vít me – đai ốc bi được chế tạo dạng cung nửa vòng tròn hoặc rãnh vòm. Để điều chỉnh khe hở vít me – đai ốc bi, đai ốc kép được sử dung. Giữa các đai ốc một và hai, đặt vòng căng ba. Khi xiết chặt vít bốn, các rãnh của hai đai ốc sẽ tì sát vào bề mặt bi, khử được khe hở giữa vít me và đai ốc đồng thời tạo được lực căng ban đầu.
Hình 31. Kết cấu điều chỉnh khe hở của vitme đai ốc bi
32