A trapézorsós hajtás megbízható és költséghatékony megoldást kínál a lineáris mozgatásokhoz. Éppen ezért az egyik legnépszerűbb és legelterjedtebb hajtástípus az ipar számos területén.
Bár technológiája több évtizedes múltra tekint vissza, még ma is versenyképes alternatívát jelent az orsós hajtások között, főként, ha a precizitás, terhelhetőség és költséghatékonyság együttesen fontos szempont.
A trapézorsó működési elve és kialakítása
A trapézorsó (angolul: trapezoidal lead screw) egy menetelt orsó, mely lineáris mozgást alakít át forgó mozgássá vagy fordítva. Speciális, 30°-os profilszögű trapézmenettel rendelkezik. Ez a geometria kiváló egyensúly biztosít az önzáró képesség, a teherbírás és a gyártási költség között.
A szabványos méretezés az ISO 2904 és DIN 103 szerint történik. A legelterjedtebb menetprofil például a Tr16x4, ahol az „x4” a menetemelkedést (4 mm) jelenti.
A trapézorsós hajtás fő előnyei
- Önzáró kialakítás: a menetprofil és a súrlódási tényezők miatt a trapézorsók jellemzően önzárók.
- Egyszerű szerkezet, alacsony költség: nincs szükség előfeszített alkatrészekre vagy komplex kenési rendszerekre.
- Csendes működés: alacsony fordulatszám mellett minimális a vibráció.
- Karbantartásbarát: kevés mozgó alkatrész, egyszerű csere.
Főbb hátrányai
- Alacsonyabb hatásfok (~20–40%), főleg a súrlódás miatt.
- Kisebb sebességre alkalmas (kb. 0,1–0,5 m/s).
- Gyorsabb kopás, ha nem megfelelő a kenés vagy a terhelés.
Trapézorsók típusai
Trapézorsók gépi hajtásra:
- KQX – C15-ös acélból készült
- KTS – C45-ös acélból készült
- KRP – rozsdamentes acélból készült
- KAM – saválló acélból készült
Trapézorsók kézi hajtásra:
- KEQ – C15-ös acélból készült
- KUE – C45-ös acélból készült
- KRE – rozsdamentes acélból készült
Trapézorsók precíziós hajtásra:
- KKA – C45-ös acélból készült
Jobbos és balos kivitel
A menet iránya meghatározza, merre mozdul az anya az orsó forgatásakor:
- Jobbos (RH): az anya az óramutatóval megegyező forgatásra előre halad, ez az alapértelmezett kivitel.
- Balos (LH): az anya az óramutatóval ellentétes forgatásra halad előre.
Mikor van szükség balos kivitelre?
- Szimmetrikus mozgatásoknál: például két oldalról emelni kívánt platformnál, ahol két orsó ellentétes irányba forog, de a mozgatás szinkronizált.
- Két ellentétes irányú mozgásra egy motorral: ha pl. egy orsóra jobbos és balos meneteket vágnak, az anya pár egyszerre mozdulhat egymással ellentétes irányba.
- Speciális beépítési vagy forgásiránybeli követelmények esetén.
Fontos, hogy az orsóhoz illesztett trapézanya is azonos menetirányú legyen, ellenkező esetben az alkatrészek nem lesznek kompatibilisek.
Trapézanyák típusai
A trapézorsó csak az anyával együtt képez teljes rendszert. A megfelelő anya kiválasztása kritikus a működés szempontjából.
- BIG – nagy méretű, hengeres kialakítású, bronzból készült
- CQA – kocka kialakítású, acélból készült
- FCS – peremmel ellátott, hengeres kialakítású, műanyagból készült
- FTN/FFR/FXN – peremmel ellátott, hengeres kialakítású, bronzból készült
- HDA – hengeres kialakítású, rozsdamentes acélból készült
- HSN/HBD – hengeres kialakítású, bronzból készült
- MES – hatlap kialakítású, acélból készült
- MPH – hengeres kialakítású, műanyagból készült
- MZP/MLF – hengeres kialakítású, acélból készült
- QOB – kocka kialakítású, bronzból készült
Egyéb tudnivalók
Holtjáték (backlash) kezelése
A trapézorsós rendszerek egyik fő kihívása a holtjáték – különösen pozicionáló rendszerekben.
Megoldások:
- Kéttagos vagy rugóterhelt anya: két félanyát enyhén előfeszítenek egymással szemben egy rugóval
- Állítható előfeszítésű anya: az anya hézagját csavarral lehet állítani beépítés után
- Műanyag anya előfeszítéssel: bizonyos POM anyák rugalmas szorítással csökkentik a hézagot, akár holtjáték-mentes hatásig
Tipp: CNC-s tengelymozgásoknál javasolt 0,05 mm alatti holtjátékot tartani – ez trapézorsónál csak előfeszített vagy „anti-backlash” anyával lehetséges.
Kenés és élettartam optimalizálás
Trapézorsók súrlódásos elven működnek, ezért a megfelelő kenés kritikus:
- Ajánlott kenőanyag: szintetikus kenőzsír vagy grafit adalékos kenőanyag
- Kenési ciklus: kb. 500–2000 ciklusonként, környezettől függően
- Zárt rendszer esetén (pl. emelőasztal): választható automata kenőrendszer
Érdekesség: A nem megfelelő kenés akár 70%-kal is csökkentheti az anya élettartamát, főleg bronz és acél kombináció esetén.
Kritikus fordulatszám és hajlási hosszúság
A trapézorsók kritikus fordulatszáma (amikor lengeni, rezegni kezd) a tengely hosszától és rögzítési módjától függ.
Hosszabb orsókhoz vezetőpálya használata javasolt az anya számára, a hajlás és excentricitás elkerülésére.
Használható szabványok, amik segíthetnek a kiválasztásban
- DIN 103 – Trapézmenetek szabványa (orsó + anya geometriák)
- ISO 2904 – Menettípusok és emelkedések szabványosítása
- ISO 3408-1 – Lineáris hajtások méretezése (átvihető erők, élettartam)
Trapézorsós hajtások főbb alkalmazási területei
- Aktuátorok
- Autóemelők, emelőasztalok
- Géppadok
- Léptető motorok
- Orvosi mozgatórendszerek
- Csomagológépek
- Szelephajtások
- CNC-gépek Z-tengelye
A trapézorsós hajtás megbízható, költséghatékony megoldás ráadásul Lineáris Centerünkben dolgozó kollégáink segítségével teljes mértékben személyre/ alkalmazásra is szabható. Te add meg a paramétereket Mi pedig készre gyártjuk!
Tekintsd meg trapézorsós hajtásainkat IDE kattintva vagy kérd szakértő kollégáink segítségét akár egyedi igény, gyártás esetén is!
