Определение перечня изделий, в которых применяется ролико-винтовая передача
Ролико-винтовая передача представляет собой один из наиболее мощных и наиболее грузоподъемных линейных механических приводов. Его технические характеристики по нагрузочной способности, динамическим параметрам, точности и сроку эксплуатации существенно опережают существующие аналоги (см. следующую таблицу).
Преимущества РВП в сравнении с конкурирующими технологиями
Параметр |
РВП |
ШВП |
Гидравлический цилиндр |
Пневматический цилиндр |
Нагрузочная способность |
Очень высокая |
Высокая |
Очень высокая |
Высокая |
Скорость |
Очень высокая |
Средняя |
Высокая |
Очень высокая |
Ускорение |
Очень высокое |
Среднее |
Очень высокое |
Очень высокое |
Жесткость |
Очень высокая |
Средняя |
Высокая |
Очень низкая |
Стойкость к ударным нагрузкам |
Очень высокая |
Средняя |
Очень высокая |
Высокая |
КПД |
Более 80% |
Более 90% |
Менее 50% |
Менее 50% |
Обслуживание |
Простое |
Простое |
Очень сложное |
Сложное |
Установка и настройка |
Очень простые |
Очень простые |
Сложные |
Очень сложные |
Управление позиционированием |
Очень простое |
Очень простое |
Сложное |
Очень сложное |
Точность позиционирования |
Очень высокая |
Очень высокая |
Средняя |
Низкая |
Воздействие на окружающую среду |
Незначительное |
Незначительное |
Частые утечки |
Высокий уровень шума |
Ресурс |
Очень большой |
Средний |
Может быть большим при надлежащем обслуживании |
Может быть большим при надлежащем обслуживании |
Источник: Известия ВУЗ, УДК 621.833, Д.С. Блинов, М.И. Морозов, 2013-03
В целом для РВП присущи следующие основные характеристики[1]:
- номинальный диаметр винта — от 8 до 210 мм;
- динамическая грузоподъемность — от 7,4 до 3 700 кН;
- статическая грузоподъемность — от 13,4 до 14 800 кН;
- ускорение до 12 000 рад/сек2;
- шаг резьбы от 0,01 до 15 мм;
- диапазон рабочих температур от -40 до +65 °C;
- возможность самоторможения.
Ролико - винтовые механизмы имеют низкую виброактивность и шум, что позволяет создать на их основе мехатронные и электромеханические приводы для специальной техники, в частности подводных аппаратов[2]. Максимальный уровень вибрации не превышает 60-62 дБ, что на 11…16 дБ ниже уровня виброактивности зубчатых механизмов.
Также РВП позволяет работать в широком диапазоне климатических условий (в т.ч. при сверхнизких температурах), а также в условиях запыленности и повышенной загрязненности.
Благодаря своим преимуществам ролико-винтовые передачи и приводы на их основе находят применение в широком спектре приложений.
Наибольшим спросом в России ролико-винтовые передачи пользуются в авиационной промышленности и ракетно-космической отрасли, а также в ВПК. В авиации приводы на основе РВП, к примеру, приводят в движение закрылки самолета. А в космонавтике они ценятся ввиду отсутствия жидкостных механизмов и сниженных габаритов и веса изделия.
В следующей таблице представлены ключевые отрасли применения и основное их назначение РВП.
Перечень отраслей применения, механизмов и узлов, в которых используются РВП.
Область применения |
Узел/назначение РВП |
Самолетостроение, БПЛА |
приводы вертикального наведения, стабилизации, горизонтирования; приводы регулирования (в т. ч. закрылков); приводы управления; привод шасси взамен гидравлических приводов привод воздухозаборника (Су-57) привод реверса тяги (МС-21) |
Ракетно-космическая техника |
система отклоняемого вектора тяги (2008 год, Италия, ракетоноситель VEGA); рулевые приводы/исполнительные механизмы (наряду с ШВП и волновыми передачами); активаторы регулирования положения панелей адаптивных телескопов |
Судостроение |
рулевые приводы в морских судах |
Автомобилестроение |
приводы изменения клиренса; приводы подъема и опускания; мотор-редукторы линейного перемещения; электромеханические приводы тормозов, элементы АБС; усилители руля; зажимы и шарниры |
Станкостроение, промышленное оборудование |
приводы регулирования положения объекта в станках ЧПУ; прессовое оборудование; приводы регулирования конвейерного оборудования и проч. |
Тяжелое, энергетическое, транспортное машиностроение (в т. ч. ж/д, специальная и погрузочная техника) |
приводы атомных реакторов (подъем стержней); передвижные подъемники при ремонте подвижных ж/д составов; подъемные механизмы в специальной технике (в погрузчиках) |
Оборонно-промышленный сектор |
1. В наземных условиях: позиционирование/загрузка оружия (в т.ч. зенитные ракетные комплексы); управление дверью/люком; стабилизация танка (Армат/Уралвагонзавод, Омсктрансмаш); высота пушки; управление турелью; автономное управление транспортным средством; приводы боевых роботов и роботизированных комплексов; 2. В воздушной среде: дефлектор струи; управление дверью/люком; система обработки буксируемых массивов; грузовые конвейеры; положение грузовой рампы. 3. В морских условиях: управление топливом и спускным клапаном; входные направляющие лопатки; управление дверью/люком; тестовые стенды; 4. Возможно применение в прочих узлах, по аналогии с гражданским транспортным машиностроением |
Литейная промышленность |
изготовление пресс-форм; позиционирование |
Химическая и нефтехимическая индустрия |
приводы регулирующих задвижек и клапанов на трубопроводах; приводы горизонтирования трубопроводов |
Альтернативная энергетика (энергия приливов, ветроэнергетика) |
привод изменения угла наклона лопастей ветряков; инструменты для монтажа ветроэнергетических установок (на примере ручного гайковерта на базе РВП 16х6 с моментом затяжки 2000 Нм для сборки установок МКБ «Радуга», г. Дубна) |
Медицинская техника |
узлы позиционирования рабочего объекта в хирургическом, офтальмологическом, стоматологическом, диагностическом (томография, рентген), лабораторном оборудовании, в системах жизнеобеспечения и по уходу за пациентами |
Телекоммуникации |
винтовые домкраты точного позиционирования для наземных антенн, способные выдерживать большой вес оборудования и значительные ветровые нагрузки (пример: винтовые домкраты для антенн в кластере галактических исследований в Кембриджском университете) |
Робототехника и промышленное приборостроение, бытовая электроника |
приводы позиционирования (наведения/фиксации) рабочего объекта |
Моделирование окружающей среды (геодезия) |
использование электромеханических приводов на базе РВП для создания моделей в целях изучения землетрясений и волновой эрозии земли |
Аттракционы и аниматронные декорации |
электромеханические приводы для имитации движения; приводы в подъемных механизмах (указанным опытом обладает компания Creative Motion Control) |
Моделирование испытаний материалов и конструкций |
системы из 6-ти линейных актуаторов на базе РВП (достижение 6 степеней свободы) в целях проведения испытаний полетов, тестирования аэродинамической трубы, тестирования оптики и электроники и проч. средства технического контроля продукции (проверка изделий на компрессию, скручивание, напряжение и проч.) |
Источник: отраслевые публикации, данные производителей, итоги проведения НИОКР
В целом РВП востребованы в широком круг отраслей промышленности, где требуется прецизионная точность наведения или позиционирования объекта, а также способность выдерживать повышенные статические и/или динамические нагрузки.
[1] На основании презентационных материалов АО «ТВЭЛ»
[2] Мнение В.В.Морозова, ВлГУ – лауреата премии Совета Министров СССР по тематике малошумных рулевых приводов торпед 1986 г.
Данная информация является выдержкой из проведенного исследования. Для актуализации данных отправьте заявку.