Vo svete prevodoviek je guľôčková skrutka nepostrádateľným kľúčovým mechanickým komponentom. Je to najčastejšie používaný prevodový prvok v nástrojových strojoch a presných strojoch a jeho hlavnou funkciou je previesť rotačný pohyb na lineárny pohyb. Guličkové skrutky sú vďaka svojmu malému treciemu odporu široko používané v rôznych priemyselných zariadeniach a presných prístrojoch.
Guľôčková skrutka sa skladá zo skrutky, matice, oceľových guľôčok, predpínacieho plechu, obraceča a prachotesného zariadenia. Jeho funkciou je previesť rotačný pohyb na lineárny pohyb, to znamená zmeniť ložisko z klzného na valivé.
V roku 1898 ľudia urobili prvý pokus pridať medzi maticu a skrutku oceľové guľôčky, čím sa posuvný kontakt tradičnej skrutky zmenil na valivý kontakt; nahradenie klzného trenia valivým trením, premena rotačného pohybu oceľových guľôčok v matici na lineárny pohyb a premena krútiaceho momentu na axiálnu opakovanú silu, aby sa zlepšilo zlé umiestnenie a ľahké poškodenie tradičných skrutiek.
Guľôčkovú skrutku vynašiel Rudolph G. Boehm z Texasu a v roku 1929 jej bol udelený patent v USA.
Keď sa guľôčková skrutka použije ako aktívne teleso, matica sa premení na lineárny pohyb podľa predstihu zodpovedajúcej špecifikácie s uhlom otáčania skrutkovej tyče. Pasívny obrobok môže byť spojený s maticou cez sedlo matice, čím sa realizuje zodpovedajúci lineárny pohyb.
Zostava guľôčkovej skrutky je kovová, zvyčajne vyrobená z ocele a pozostáva z matice s vnútorným závitom a skrutky. Špirálová drážka matice sa zhoduje so špirálovou drážkou skrutky.
Vo vnútri drážok v matici je veľa malých guľôčok vyrobených z chrómovej ocele. Keď guľôčky obiehajú v matici, guľôčky zabezpečujú hladký pohyb pod skrutkou. Deflektorová doska alebo spätný systém drží guľôčky a núti ich cirkulovať cez maticu.
Pri použití s motorom majú guľôčkové skrutky účinnosť až 90 %. Sú celkom presné, s presnosťou niekoľkých tisícin palca na stopu. Mnoho priemyselných odvetví používa guľôčkové skrutky na presné ovládanie, vrátane leteckého, počítačového, elektronického, automobilového a lekárskeho priemyslu.
Guľôčkové skrutky sa tiež často používajú vo výrobných procesoch a sú bežné v robotoch, automatizovaných montážnych linkách, zariadeniach na manipuláciu s materiálom, dopravníkoch, obrábacích strojoch, ovládacích prvkoch drôtu a zariadeniach na presné montáže.
Zostava guľôčkovej skrutky sa skladá zo skrutky a matice, každá so zodpovedajúcimi špirálovými drážkami. Guľôčky sa odvaľujú medzi týmito drážkami a poskytujú jediný kontakt medzi maticou a skrutkou.
Keď sa skrutka alebo matica otáča, guľôčky sú deflektorom vychýlené do vratného systému guľôčky matice a prechádzajú cez vratný systém nepretržitou dráhou k opačnému koncu guľôčkovej matice. Potom guľôčky vychádzajú z vratného systému do obežných dráh závitu guľôčkovej skrutky a matice na recirkuláciu v uzavretej slučke.
Guľôčková matica určuje zaťaženie a životnosť zostavy guľôčkovej skrutky. Pomer počtu závitov v slučke guľovej matice k počtu závitov na guľôčkovej skrutke určuje, do akej miery dosiahne guľová matica únavové zlyhanie (opotrebenie) rýchlejšie ako guľôčková skrutka.
Guľová matica obsahuje dva typy metód návratu guľôčky: typ externej cirkulácie a typ vnútornej cirkulácie.
Typ externej cirkulácie: Guľôčky sa vracajú na opačný koniec slučky cez vratnú trubicu a vratná trubica gule vyčnieva nad vonkajší priemer guľovej matice.
Typ s vnútornou cirkuláciou: Guľôčky sa vracajú cez stenu matice alebo pozdĺž nej, pod vonkajší priemer matice.
Typ s vnútornou cirkuláciou má rotačný okruh (ako je znázornené na obrázku vyššie). Guľôčky sú nútené preliezť cez hornú časť závitu na skrutke cez vratný systém. Toto sa nazýva vnútorný vratný systém krížového-deflektora. V guľovej matici typu s krížovým deflektorom gulička pootočí hriadeľ iba o jednu otáčku a spätná dráha je uzavretá deflektorom guľôčky (B) v matici (C), čo umožňuje guľôčkam prechádzať medzi susednými drážkami v bodoch (A) a (D).
Keď sa dlhá guľôčková skrutka otáča vysokou rýchlosťou, začne vibrovať, keď pomer štíhlosti dosiahne prirodzenú harmonickú rozmerov hriadeľa. Toto sa nazýva kritická rýchlosť a môže byť veľmi škodlivé pre životnosť guľôčkovej skrutky. (Bezpečná prevádzková rýchlosť by nemala prekročiť 80 % kritickej rýchlosti skrutky.)
Niektoré aplikácie vyžadujú väčšie dĺžky hriadeľa a vysoké rýchlosti a to sú všetky miesta, kde je potrebná zostava rotačnej guľovej matice.