Co to jest napęd ze śrubą trapezową (TR) i jak działa?

Solidne napędy śrubowe do bezpiecznego utrzymywania pozycji i wysokich obciążeń.

Napęd ze śrubą trapezową (TR) zamienia ruch obrotowy na ruch liniowy poprzez tarcie ślizgowe – lub odwrotnie. W porównaniu do napędu ze śrubą kulową, nacisk kładziony jest mniej na maksymalną dynamikę, a bardziej na wytrzymałość, efektywność kosztową oraz – zależnie od skoku/współczynnika tarcia – (warunkową) samohamowność. To sprawia, że napędy ze śrubą trapezową są preferowanym wyborem, gdy ładunki muszą być bezpiecznie utrzymywane w pozycji, np. w przekładniach śrubowych ZIMM (serie ZE/GSZ) lub aktuatorach ZA.

Zasada działania: Ślizganie zamiast toczenia

W napędach ze śrubą trapezową śruba i nakrętka ślizgają się po bokach gwintu. Powoduje to, że tarcie jest wyższe niż w przypadku napędów ze śrubą kulową; sprawność i możliwa prędkość są niższe.

Tak pracuje mechanizm

• Ruch: Gdy śruba się obraca, nakrętka porusza się liniowo wzdłuż zwojów gwintu trapezowego.
• Samohamowność (zasada): To, czy napęd ze śrubą trapezową jest samohamowny, zależy głównie od współczynnika tarcia (sparowanie materiałów, powierzchnie, smarowanie) oraz kąta wzniosu. Jeśli kąt wzniosu jest mniejszy niż kąt tarcia, napęd hamuje (statycznie) samoczynnie i utrzymuje obciążenie bez cofania się. Ważne: Istnieje samohamowność statyczna vs. dynamiczna.

Główne cechy i zalety

Zmiana tarcia tocznego na ślizgowe prowadzi do kluczowych zalet:

• Solidność i ekonomiczność: Śruby trapezowe są uważane za niedrogie, solidne rozwiązanie do „klasycznych” zadań regulacyjnych. Śruba i nakrętka są narażone na zużycie ścierne, dlatego kluczowe jest prawidłowe smarowanie.
• Nadaje się do umiarkowanych cykli (czas włączenia): Typowe dla wykonań ze śrubą trapezową w ZIMM: zastosowanie do ok. 20% czasu włączenia – odpowiednie dla wielu zastosowań podnoszenia/przestawiania z umiarkowanymi prędkościami.
• Wysokie obciążenia statyczne – łatwa integracja: Śruby trapezowe pokrywają wysokie obciążenia znamionowe i są dostępne w licznych rozmiarach ZIMM. Dzięki temu można je modułowo integrować z systemem modułowym (sprzęgła, wały itp.).

W systemach ZIMM napędy ze śrubą trapezową są stosowane przede wszystkim w przekładniach śrubowych (serie ZE/GSZ) oraz aktuatorach ZA z gwintem trapezowym, gdy wymagane są solidne, ekonomiczne ruchy podnoszenia i przestawiania. Nadają się one szczególnie do ładunków wiszących lub pionowych, które dzięki (warunkowej) samohamowności powinny bezpiecznie pozostawać w pozycji po zatrzymaniu napędu.