Metody wytwarzania śrub trapezowych ich zastosowanie w mechanizmach gwintowych oraz wykorzystanie w przemyśle.

Na rynku występuje wiele rodzajów śrub o różnym zastosowaniu. Wielkość śruby oraz jej kształt to dwa podstawowe czynniki decydujące o tym do jakiego celu zostanie wykorzystana.

Śruby oraz nakrętki posiadające gwint o zarysie trapezowym stosuje się do połączeń ruchowych. Służą one do przetwarzania ruchu obrotowego na ruch postępowy lub pozwalają uzyskać ruch śrubowy jednego ogniwa przy drugim ogniwie nieruchomym.

Wyróżniamy cztery rodzaje prostych mechanizmów gwintowych, które składają się z ogniwa napędowego i pędzonego. Różnią się one typem ogniwa napędowego i jego ruchem. Pierwszy mechanizm polega na przesuwie nakrętki wywołanej obrotem śruby trapezowej. Drugi to obrót i przesuw śruby trapezowej przy nieruchomej nakrętce. Kolejny mechanizm gwintowy polega na obrocie nakrętki trapezowej powodującej przesuw śruby. Ostatni to obrót i przesuw nakrętki po nieruchomej śrubie trapezowej.

W przemyśle stosuje się również złożone mechanizmy gwintowe, które składają się z trzech ogniw: ogniwa napędowego, ogniwa pędzonego i ogniwa pośredniego. Ogniwo pośrednie ma dwa gwinty, które mogą mieć jednakowy bądź różny kierunek skrętu. Przy jednakowym kierunku skrętu przesunięcia odejmują się - mechanizm różnicowy, a przy różnym kierunku skrętu obu gwintów przesunięcia sumują się stąd mechanizm sumowy.

Śruby trapezowe mogą mieć gwint trapezowy symetryczny lub niesymetryczny. Śruba o gwincie trapezowym symetrycznym pracuje w obu kierunkach czyli zapewnia dwa kierunki robocze natomiast śruba o gwincie trapezowym niesymetrycznym pracuje w jednym kierunku dając jeden kierunek roboczy. Śruby trapezowe o gwincie symetrycznym, których zaletą jest możliwość kompensacji luzów wzdłużnych powstałych wskutek zużycia gwintu za pomocą regulowanej nakrętki rozciętej, stosuje się zazwyczaj w dwóch przypadkach. Pierwszy z nich to mechanizmy bardzo obciążone, pracujące rzadziej i z małą prędkością np. śruby dźwigników śrubowych i wrzecion zaworów. Drugi to śruby trapezowe przenoszące duże obciążenie w obu kierunkach czyli śruby pociągowe. Śruby trapezowe o gwincie niesymetrycznym są stosowane przy jednostronnym działaniu dużych sił, przy dużej prędkości i gdy wymagana jest duża sprawność i wytrzymałość zmęczeniowa. W praktyce to śruby w połączeniach ruchowych pras śrubowych, zaciskowych urządzeń walców, haków, dźwigów itp.

Śruby trapezowe mogą być wykonane poprzez nacinanie bądź obróbkę plastyczną. Uzyskanie gwintu zewnętrznego poprzez nacinanie odbywa się przy użyciu narzynarki, noża tokarskiego lub za pomocą frezu czyli obrabiarki CNC. Frezowanie, czyli obróbka skrawaniem przy użyciu głowicy frezującej, jest szczególnie efektywne przy głębokich gwintach oraz przy dużych skokach gwintu. Stosuje się go w przypadku materiałów, które w ogóle nie mogą lub mogą być tylko częściowo poddane walcowaniu. Frezując można osiągnąć wysokie prędkości frezowania bez zbędnego rozgrzania materiału.

Jeśli chodzi o obróbkę plastyczną to istnieje wiele odmian kinematycznych procesu walcowania i różnych narzędzi kształtujących gwint. Można dokonywać walcowania za pomocą walców segmentowych lub szczęk płaskich. Możliwe jest walcowanie planetarne pomiędzy wypukłymi oraz wklęsłymi narzędziami segmentowymi. Podstawowa obróbka plastyczna odbywa się jednak przy użyciu walców, dwóch lub trzech. W ten sposób można wykonać walcowanie wgłębne (poprzeczne), przelotowe, ze stycznym posuwem półwyrobu lub walcowanie wielokrotne.

Istnieje wiele zalet gwintów walcowanych. Zdecydowanie wyższe siły przenoszone dzięki walcowaniu na zimno. Zdecydowanie wyższa twardość i odporność na ścieranie. Po walcowaniu materiał zwojów gwintu jest umocniony zwłaszcza na bocznych powierzchniach wierzchołków i w pobliżu średnicy dna wrębów natomiast rdzeń materiału nie ulega wzmocnieniu - brak zgniotu. Śruby trapezowe z gwintem walcowanym mają gładką powierzchnię. Parametr charakteryzujący chropowatość powierzchni zawiera się w granicach 0,08 - 0,6 mikrometra. Uzyskanie tak dobrych wyników w przypadku obróbki skrawaniem jest bardzo trudna zwłaszcza dla materiałów o dobrych własnościach plastycznych. Ze względu na niską chropowatość śruby trapezowe walcowane odznaczają się wyższą odpornością na korozję. Kolejną zaletą gwintu walcowanego jest osiągana dokładność wymiarowo - kształtowa. Wprawdzie zależy ona od dokładności narzędzi, użytej metody kształtowania oraz średnicy półwyrobu ale większość metod zapewnia otrzymanie gwintów w klasie średnio dokładnej i dokładnej. Zwłaszcza metody walcowania wgłębnego i wielokrotnego zapewniają wysoką dokładność wymiarowo-kształtową. Połączenia gwintowe kształtowane plastycznie są ekonomiczniejsze w porównaniu ze skrawanymi ponieważ końcowa średnica śruby trapezowej produkowana jest z pełnego wałka o mniejszej średnicy a przy gwincie frezowanym średnica śruby jest równa pierwotnej średnicy wałka. Należy pamiętać, że gatunki stali, które nie są dostatecznie odporne na rozciąganie, nie mogą być walcowane.