Keermesülekanne

Keermesülekanne on ülekanne, mida kasutatakse pöördliikumise muutmiseks translatoorseks liikumiseks, mõnikord aga ka vastupidi. Seejuures võib nii kruvil kui mutril olla kas üks eesnimetatud liikumistest või siis mõlemad üheaegselt.
Keermesülekande eelised.
Keermesülekande eelisteks on:
Keermesülekande puudused.
Keermesülekande puudusteks on:
Ülekande detailide konstruktsioon.
Keermesülekannete kruvid jagatakse jõukruvideks (tungrauad, pressid) ja käigukruvideks (tagavad täpseid paigutusi metallilõikepinkides ja mõõteriistades). Kruvidel on tavaliselt trapetskeere, eriti suurte ühesuunaliste jõudude korral aga tugikeere. Ruutkeeret, milles hõõrdumine on küll väiksem kui trapetskeermes ei kasutata, kuna seda on raske freesimise ja lihvimisega lõplikult töödelda.
Jõu- ja ebatäpsete käigukruvide mutrid valmistatakse tervikutena. Täpseid paigutusi nõudvate mehhanismide mutrid tehakse aga koostatavatena või poolitatuina, et vältida valmistamisest või kulumisest tingitud lõtke. Koostatav mutter koosneb liikumatust ja liikuvast osast. Viimast saab piki telge teisaldada ning pärast lõtku kõrvaldamist fikseerida. Hästi väljareguleeritud ülekande poolitatud mutri mõlema poole keermeniidid haaravad kruvi keermeniiti ilma lõtkuta.
Ülekande detailide materjalid.
Kruvid valmistatakse terasest 40, 40X, 50 jt. Täpsed keermed pärast termilist töötlemist lihvitakse.
Mutrid tehakse tavaliselt antifriktsioonmaterjalist: tinapronksist, tinavabast pronksist või siis antifriktsioonmalmist.
Olenevalt töötingimustest määritakse keermete tööpindu viskoosse määrde või õliga.
Geomeetrilised ja jõusuhted keermesülekandes ning selle kasutegur.
Jõud ülekandes.
Keermesülekandes mõjuvad jõud määratakse samade valemitega, mis kinnituskeermetelgi. Keermesülekande käikude arv ei ole tavaliselt suurem kui z=3.
Keere või olla parem- või vasakpoolne. Parempoolse keermega kruvi keeratakse mutrisse päripäeva, välja aga vastupäeva; vasakpoolse keermega kruvi- vastupidi.
Teoreetilisest mehaanikast teame, et raskuse Q mööda kaldpinda ühtlaseks ülesnihutamiseks on sellele tarvis rakendada horisontaalne jõud:
formula_1
kus
formula_2 on kaldpinna tõusunurk,
formula_3- hõõrdenurk.
Ruutkeermega kruvi ühtlaseks pööramiseks on selle tarvis rakendada pöördemomenti:
formula_4
kus formula_2 on keermeniidi tõusunurk keskläbimõõdul formula_6;
formula_7
Siin formula_8, formula_9 ja formula_10 on vastavalt keerme tõus, keerme samm ja keerme käikude arv.
Trapets- ja tugikeermega kruvidel pöördemoment
formula_11
kus formula_12 on taandatud hõõrdenurk
formula_13
Trapetskeermetel võrdub nurk formula_14 poole profiilinurgaga formula_15°
Tugukeermetel kasutatakse aga nurga formula_16 asemel nurka 3°
Kui keermeniidi tõusunurk formula_2 osutub vastavast hõõrdenurgast formula_3 või formula_12 väiksemaks on keermepaar isepidurduv.
Kruvipaari kasutegur.
Kasuliku töö ja pöörleva lüli üheks pöördeks kulutatud töö suhe määrab kruvipaari kasuteguri formula_20:
formula_21
sest:
formula_22 ja formula_1
Trapets- ja tugikeermete korral kasutatakse valemis taandatud hõõrdetegurit. Sel juhul:
formula_24
Toodud valemitest järeldub, et ruutkeermega keermepaari kasutegur on ühe ja sama tõusunurga formula_2 korral suurem kui trapets- ja tugikeermega paaridel, sest formula_26. Järelikult osutub võit jõus (ühe ja sama formula_2 korral kõige suuremaks ruutkeermega keermepaaril.
Siinkohal tuleb veel kindlasti märkida, et keerme tõusunurga suurendamisega suurendame küll kasutegurit, kuid kaotame jõus.
Keermesülekande arvutus.
Keermesülekandeid arvutatakse tööpindade kulumisele, kruvi ja mutri tugevusele ning kruvi pikipüsivusele (survel).
Kulumise arvutus.
Suhtelise libisemise kiirus keermepaaris on tavaliselt telgliikumise kiirusest 10...40 korda suurem. Koormatud kruvi ja mutri keermete suure suhtelise libisemise tõttu nende tööpinnad kuluvad ning ülekanne muutub töökõlbmatuks.
Ülekande vajaliku kulumiskindluse tagamiseks on vaja, et keskmine surve keermes ei ületaks lubatavat survet.
formula_28
kus
Viies eelmisse valemisse suuruse formula_36, kus formula_37 on mutri kõrgus, ning avaldades keerdude arvu mutris formula_38 mutri kõrguse kaudu formula_39, saame valemi projektarvutuseks:
formula_40
kus
Trapetskeermetel on keerme profiili kõrgus on üldjuhul võrdne poole keerme sammuga formula_43. Asetades selle suuruse viimasesse valemisse, saame
formula_44.
Samm formula_9 määratakse tavaliselt kinemaatilise arvutusega. Mutri suhteline kõrgus formula_36 valitakse tervikmutritel piirides 1,2...2,5 ning poolitatud mutritel piirides 2,5...3,5. Suuremaid väärtusi kasutatakse väiksema läbimõõduga keermete puhul.
Arvutanud formula_6 valitakse standardtabelist kruvi lähim standardne läbimõõt, mittestandardse ruutkeerme kasutamisel antakse aga ette selle parameetrite suhe. Tavaliselt võetakse formula_48.
Tugevusarvutus.
Kruvi vardale mõjuvad üheaegselt telgjõud Q, mis tõmbab või surub seda, ning väändemoment formula_49. Raskelt koormatud kruvidele tehakse kontrolltugevusarvutus III tugevusteooria järgi leitud ekvivalentpingega:
formula_50
Siin:
formula_51 ja formula_52
Mutri kontrolltugevusarvutusel kontrollitakse selle keermeniitide lõiketugevust valemiga:
formula_53
kus a on mutri keermeniidi profiili aluse laius.
Kui see tingimus pole täidetud, duurendatakse mutri kõrgust formula_54. Kuid keerdude arvu ei tohi võtta ka liiga suureks, vajadusel suurendatakse keerme läbimõõt lähima suurema standardväärtuseni.
Stabiilsuse (püsivuse) arvutus.
Pikkadel kruvidel millistel on suhe formula_55 kontrollitakse püsivust Euleri valemiga:
formula_56
kus 
Suhte puhul formula_64 toimub kontrollimine Jassinski valemiga:
formula_65
kus
Siit tulenevalt kriitiline koormus:
formula_67.
Kui formula_68, stabiilsuskontrolli ei tehta.