Kroglični vijaki so ohlapni ne samo zaklepajoči razlogi
Na področju mehanskega prenosa se kroglični vijaki široko uporabljajo za njegovo visoko učinkovitost in natančnost, vendar ima povezane pomanjkljivosti pri samo-zaklepanju. Za razliko od nekaterih komponent prenosa, ki se za doseganje statičnega zaklepanja zanašajo na lastno strukturo, se mora samo zaklepanje krogličnih vijakov pogosto zanašati na zunanje pomožne naprave, ki se ne morejo zanašati na svojo mehansko strukturo, da bi dosegli stabilne samo zaklepajoče razloge, predvsem iz naslednjih dveh ključnih dejavnikov.
Prvič, z mehanskega vidika: razmerje med kotom trenja in kotom vijačnice
Iz mehanskega načela je kroglični vijak v delovanju, njegov kot trenja je bistveno manjši od kota vijačnic. V procesu valjanja kroglice vzdolž vijačnega spiralnega žleba upor, ki nastane z valjanjem trenja, ni dovolj, da bi preprečil gonilno silo, ki jo prinaša spiralna struktura. Ko kroglični vijak nenehno ali zunanja sila preneha delovati, trenje ne more tvoriti učinkovitega upornega trenutka, da bi izravnalo trend navzdol, ki ga ustvari kotni vijak, zaradi česar je težko držati žogo v fiksnem položaju in s tem ne uspe uresničiti samo zaklepanja. Na primer, v navpični namestitvi scenarijev uporabe krogličnega vijaka, če primanjkuje dodatnih zavornih ukrepov, bo obremenitev posledica vloge gravitacije navzdol vzdolž vijaka, kar je vizualna izvedba tega načela.
Učinkovitost: okvare samo zaklepanja zaradi visoke učinkovitosti prenosa
Visoka učinkovitost prenosnih krogličnih vijakov (običajno do 90% - 96%) je prednost, vendar je tudi ključni dejavnik pri pomanjkanju samo zaklepanja. Visoka učinkovitost prenosa pomeni, da je med gibanjem in nizko odpornost na trenja med kroglicami in vijakom zelo malo izgube energije. Ko zunanje uporabljeni navor izgine, preostala trenja znotraj sistema ne more zagotoviti dovolj zavornega navora, da bi hitro ustavila gibanje kroglic in jih zaklenila v položaj. Ta pojav je še posebej očiten v dinamično operativni opremi. Ko je vir napajanja prekinjen, pomanjkanje notranjega trenja učinkovito veže kroglico, da ohrani stacionarno stanje, kar ima za posledico nenadzorovano premik obremenitve.
Zaradi zgornjih značilnosti je treba v dejanskih inženirskih aplikacijah, zlasti v vertikalnem prenosu, mehanizmu nadmorske višine in drugih varnostnih zahtevah za samo zaklepanje višjih scenarijev, če mora biti uporaba kroglic kot pogonskih komponent dodatno konfigurirana z zavornimi napravami (na primer servomotorne zavore, elektromagnetne zavore itd.). Te naprave se hitro aktivirajo, ko oprema izgubi napajanje ali preneha teči in z mehanskim zaklepanjem ali elektromagnetnim zaviranjem se vzvratno gibanje kroglice prisilno prepreči, s čimer se izognemo varnostnim nesrečam, ki jih povzroča padajoče obremenitve. Čeprav je učinkovitost prenosa navadnega drsnega vijaka nizka (le 26% - 46%), večja odpornost trenja ima določeno sposobnost samo zaklepanja, kar pojasnjuje tudi uporabne razlike v različnih metodah prenosa v določenih posebnih delovnih pogojih.
Če povzamemo, strukturne mehanske lastnosti samega krogličnega vijaka in prednosti učinkovitega prenosa so se odločile, da nima naravne funkcije samo zaklepanja. Pri mehanski zasnovi in izbiri morajo inženirji v celoti razmisliti o tej funkciji v kombinaciji z dejanskimi scenariji aplikacije, da po potrebi izberejo ustrezen program prenosa, z zunanjimi pomožnimi napravami, da nadoknadijo pomanjkanje zmogljivosti samo zaklepanja, da bi zagotovili varnost in zanesljivost delovanja opreme.
