Precarga del husillo de bolasEs una carga axial interna introducida entre el eje del tornillo, la tuerca de bolas y las bolas de recirculación. Se utiliza para reducir el juego axial y aumentar la rigidez de un sistema de posicionamiento, particularmente cuando cambia la dirección del movimiento.
Sin embargo, no todos los husillos de bolas permiten ajustar la precarga después de la instalación. El método correcto depende de si el conjunto utiliza bolas de gran tamaño, una tuerca simple con paso desplazado, un espaciador de tuerca doble u otra estructura diseñada por el fabricante. Intentar ajustar el tipo incorrecto puede aumentar el par de funcionamiento, dañar el sistema de retorno o provocar un desgaste prematuro.
¿Qué es la precarga del husillo de bolas?
Un husillo de bolas no precargado contiene una pequeña cantidad de juego axial interno entre las bolas y las pistas de rodadura. Cuando se invierte la dirección del movimiento, este espacio libre puede producir una pérdida de movimiento antes de que la carga se transfiera en la dirección opuesta.
Un husillo de bolas precargado crea contacto en lados opuestos de las pistas de rodadura, de modo que el juego axial se reduce o elimina bajo las condiciones de inspección especificadas. Esto mejora el comportamiento de inversión y la rigidez axial.
La precarga no debe confundirse con la carga de trabajo externa. La carga de trabajo proviene del movimiento o posicionamiento del componente de la máquina, mientras que la precarga ya está presente dentro del conjunto de tornillo y tuerca antes de que se aplique la carga externa.
¿Qué mejora la precarga del husillo de bolas?
Cuando se selecciona correctamente, la precarga puede proporcionar varios beneficios:
- Juego axial reducido
- Precisión de inversión mejorada
- Mayor rigidez axial
- Desplazamiento reducido bajo cargas axiales cambiantes.
- Respuesta más estable en sistemas de posicionamiento de precisión
La precarga no mejora automáticamente la precisión del cliente potencial. La precisión del avance está determinada principalmente por la precisión de fabricación del tornillo, mientras que la precarga afecta principalmente el juego axial y la rigidez.
La precarga tampoco extiende automáticamente la vida útil. Una precarga excesiva aumenta la carga interna, la fricción, el par de funcionamiento y la generación de calor. Puede acortar la vida útil de fatiga del tornillo, la tuerca, las bolas y los cojinetes de soporte.
¿Se puede ajustar la precarga de cada husillo de bolas?
No. Antes de intentar ajustar la precarga del husillo de bolas, identifique la estructura de la tuerca y el método utilizado originalmente para crear la precarga.
| Método de precarga | Cómo se crea la precarga | Ajuste de campo |
|---|---|---|
| Precarga de bola sobredimensionada | El diámetro de bola seleccionado crea interferencia entre las bolas y las pistas de rodadura. | Normalmente requiere selección y combinación de bolas de fábrica. |
| Precarga de tono compensado | El paso de la ranura de la tuerca se compensa intencionalmente durante la fabricación. | Normalmente no es ajustable por el usuario del equipo. |
| Precarga de doble tuerca | Un espaciador o estructura de ajuste produce un desplazamiento axial relativo entre dos tuercas. | Puede ser ajustable con las piezas y el método de inspección correctos. |
| Tuerca doble con resorte | Un resorte mantiene la fuerza axial entre dos secciones de tuerca. | Depende del diseño original; no intercambiable con precarga rígida |
Si desconoce la estructura de precarga, no desmonte la tuerca ni la retire del eje del tornillo. Las bolas en recirculación pueden caerse y perderse su tamaño, cantidad y secuencia de carga originales.
Precarga de bola de gran tamaño
En un husillo precargado de bolas de gran tamaño, el diámetro de la bola se selecciona para crear una interferencia controlada entre las bolas y las pistas de rodadura del tornillo y la tuerca. Este método puede proporcionar una estructura compacta de una sola tuerca.
La precarga se establece mediante el tamaño de la bola, la geometría de la pista de rodadura, el ángulo de contacto y la coincidencia dimensional del tornillo y la tuerca. No se puede ajustar de manera confiable apretando un sujetador externo.
Si la precarga se ha perdido debido al desgaste, no es seguro simplemente instalar bolas más grandes sin medir las pistas de rodadura. Las bolas que son demasiado grandes pueden producir una tensión de contacto excesiva, un par elevado, una mala circulación, calor y daños prematuros a la superficie.
Para corregir este tipo de precarga del husillo de bolas normalmente es necesario que el fabricante o un centro de reparación calificado:
- Inspeccionar las pistas de los tornillos y las tuercas.
- Mida el desgaste y el daño superficial
- Seleccione el diámetro y el grado de bola correctos
- Recargar correctamente los circuitos de circulación.
- Mida el juego axial y el par de funcionamiento
Precarga de tono compensado
La precarga de paso compensado se crea cambiando el paso de la ranura dentro de la tuerca de bolas. Las dos secciones cargadas actúan en direcciones axiales opuestas y producen precarga sin requerir dos tuercas separadas y un espaciador externo.
Esta precarga está integrada en la geometría de la tuerca durante la fabricación. El usuario del equipo no puede ajustarlo girando o desplazando manualmente una parte de la tuerca.
Si un husillo de bolas precargado desplazado desarrolla un juego axial excesivo, un ruido anormal o un aumento de torsión, se debe inspeccionar el conjunto completo. Las posibles causas incluyen desgaste de la pista de rodadura, desgaste de las bolas, falla de lubricación, contaminación, desalineación o daño al sistema de retorno.
Precarga de husillo de bolas de doble tuerca
Un husillo de bolas de doble tuerca utiliza dos secciones de tuerca que actúan en direcciones axiales opuestas. Un espaciador, cuña, rosca u otra estructura de ajuste controlado con precisión establece la posición axial relativa entre ellos.
Entre los diseños comunes de husillos de bolas, una estructura de doble tuerca es la que tiene más probabilidades de permitir la corrección de la precarga. Sin embargo, el ajuste aún debe seguir el dibujo del fabricante, la precarga especificada y el procedimiento de inspección.
Procedimiento general de ajuste
- Identificar el conjunto original.Confirme el modelo, el diámetro del tornillo, el paso, la estructura de la tuerca, el método de precarga y las especificaciones del fabricante.
- Inspeccionar el sistema completo.Verifique la lubricación, la alineación, los cojinetes de soporte, el acoplamiento, las superficies de montaje y el estado de los tornillos antes de asumir que la precarga es la causa del problema.
- Mida la condición existente.Registre el juego axial, el par de arranque, el par de funcionamiento, la variación del par y el comportamiento de la temperatura.
- Libere la estructura de bloqueo.Marque las posiciones originales y siga las instrucciones de desmontaje del fabricante.
- Cambie el espaciador o la posición de ajuste en una cantidad controlada.Aumentar la separación relativa entre las secciones de tuerca cargadas generalmente aumenta la precarga, pero la relación exacta depende del diseño.
- Asegure el conjunto correctamente.Restaure los componentes de bloqueo según el método especificado.
- Mida nuevamente.Verifique el juego axial, el par de funcionamiento, la suavidad y la temperatura antes de devolver el eje al servicio.
No utilice el par de apriete de los pernos de la carcasa de la tuerca como medida directa de la precarga del husillo de bolas. El torque del perno confirma las condiciones de sujeción; no establece directamente la precarga interna entre bolas y pistas de rodadura.
¿Cómo se comprueba la precarga del husillo de bolas?
La precarga normalmente no se confirma únicamente con la sensación manual. Un tornillo que se siente apretado puede estar desalineado, contaminado, mal lubricado o dañado en lugar de estar precargado correctamente.
Dependiendo del producto y la aplicación, la inspección puede incluir:
Medición del juego axial
Se aplica una fuerza axial en direcciones opuestas mientras se mide el desplazamiento relativo entre el tornillo y la tuerca. La fuerza de prueba, la rigidez del dispositivo y la posición de medición deben permanecer consistentes.
Par de arranque y funcionamiento
El par se mide mientras la tuerca o el tornillo se mueven a lo largo de la carrera efectiva. El valor y la variación permitida deben compararse con las especificaciones del fabricante.
La medición del par debe tener en cuenta los sellos, el lubricante, la temperatura, la aceleración, la alineación del eje y la resistencia del soporte. Medir el eje instalado completo sin separar estos efectos puede dar un resultado engañoso.
Prueba de carga-desplazamiento axial
Para sistemas de mayor precisión, se aplica una carga axial mientras se registra el desplazamiento. La relación carga-desplazamiento resultante proporciona información sobre la rigidez del conjunto de tornillo y tuerca.
Control de temperatura y suavidad.
Después del ajuste, el tornillo debe funcionar suavemente durante toda su carrera sin atascarse, sin picos de torsión repetidos, ruidos anormales o aumentos rápidos de temperatura.
¿Cuánta precarga debe tener un husillo de bolas?
No existe un valor de precarga universal adecuado para todos los husillos de bolas. El nivel requerido depende de:
- Carga axial aplicada
- Rigidez requerida
- Requisitos de posicionamiento y reversión.
- Diámetro y paso del tornillo
- Estructura de tuerca y circulación.
- Velocidad de funcionamiento y aceleración.
- ciclo de trabajo
- Lubricación
- Aumento de temperatura esperado
- Vida útil requerida
Las aplicaciones con requisitos de posicionamiento moderados pueden utilizar una precarga baja o una tuerca con juego controlado. Los ejes de las máquinas de precisión pueden requerir una precarga más alta, pero aumentar la precarga más allá del nivel necesario no produce una precisión o rigidez ilimitada.
La precarga seleccionada debe permanecer dentro de la capacidad del tornillo, la tuerca, los cojinetes de soporte, el motor y el sistema de alimentación completo.
Precarga de husillo de bolas laminadas versus rectificadas
Un husillo de bolas laminado no requiere automáticamente menos precarga que un husillo de bolas rectificado. La precarga adecuada está determinada por la estructura de la tuerca, la capacidad de fabricación, los requisitos de precisión y la aplicación.
Los tornillos laminados se seleccionan comúnmente para automatización general y sistemas de posicionamiento económicos, mientras que los tornillos de tierra se usan cuando se requiere mayor precisión de avance y consistencia de movimiento. Sin embargo, ambos tipos pueden suministrarse con diferentes condiciones de holgura o precarga según el diseño del producto.
Cuando solicite un husillo de bolas precargado, especifique la precisión, el juego axial, la rigidez, la carga, la velocidad y la aplicación requeridas en lugar de pedir solo una "precarga alta".
Síntomas de una precarga incorrecta del husillo de bolas
La precarga puede ser demasiado baja cuando:
- El juego axial excede el valor especificado
- La inversión produce una pérdida de movimiento mensurable
- La tuerca se mueve bajo una pequeña carga axial inversa.
- La rigidez del eje es menor de lo esperado.
La precarga puede ser demasiado alta cuando:
- El par de arranque o funcionamiento es excesivo
- El tornillo se calienta rápidamente durante el funcionamiento.
- El par varía fuertemente a lo largo de la carrera.
- El motor requiere más corriente de la esperada.
- El movimiento se vuelve brusco o produce ruido anormal.
- La condición del lubricante se deteriora rápidamente.
Estos síntomas no prueban que la precarga sea la única causa. La desalineación, los cojinetes de soporte dañados, la lubricación incorrecta, la contaminación, los ejes de los tornillos doblados, la deformación del montaje y los componentes de retorno dañados pueden producir un comportamiento similar.
Errores comunes de ajuste de precarga
- Retirar una tuerca de bolas del tornillo sin casquillo de transferencia
- Reemplazo de bolas sin conocer el diámetro original y la disposición del circuito.
- Aumento de la precarga para compensar pistas de rodadura desgastadas o dañadas
- Juzgar la precarga solo girando el tornillo con la mano
- Uso del par de los pernos de montaje como valor de precarga
- Ignorar la resistencia soporte-cojinete durante la medición del par
- Ajuste de la precarga antes de corregir la desalineación del tornillo y de la guía
- Suponiendo que la holgura medible cero siempre significa que la precarga es correcta
¿Cuándo se debe reemplazar el husillo de bolas?
El ajuste de precarga no puede reparar todos los husillos de bolas. Se debe considerar el reemplazo o reacondicionamiento profesional cuando la inspección encuentre:
- Picaduras, descamaciones o rayas en las pistas de rodadura
- Desgaste severo o desigual
- Componentes de retorno de bola dañados
- Un eje de tornillo doblado
- Variación persistente del par después de las comprobaciones de alineación y lubricación.
- Juego axial que no se puede corregir dentro del diseño original.
- Pérdida de precisión requerida durante la carrera de trabajo.
Para un conjunto más antiguo, reemplazar solo las bolas o la tuerca puede no restaurar el rendimiento original si la pista del tornillo ya está desgastada.
Información de precarga de husillo de bolas para una consulta
Para obtener una recomendación adecuada, proporcione:
- Serie de husillos de bolas y modelo completo.
- Diámetro y paso del tornillo
- Estructura de tuerca simple o doble
- Grado de precisión
- Juego axial requerido o precarga
- Carga axial máxima
- Velocidad de funcionamiento y ciclo de trabajo.
- Recorrido y longitud total del tornillo
- Orientación de montaje
- Dibujo de mecanizado final
- Mediciones de par, holgura o falla existentes
Opciones de husillo de bolas y tuercas de bolas DLY
DLY fabrica husillos de bolas laminados y rectificados en varias configuraciones de tuercas para equipos de automatización, máquinas herramienta, módulos lineales y proyectos OEM. Las opciones disponibles dependen del diámetro del tornillo, el avance, la estructura de la tuerca, el grado de precisión, el requisito de espacio axial y las condiciones de operación.
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Si un husillo de bolas existente tiene un juego excesivo o un torque anormal, envíe el modelo completo, las dimensiones, las fotografías, el juego medido, las condiciones de operación y los síntomas de falla. Luego, DLY puede revisar si el ajuste, la igualación o el reemplazo es el enfoque más apropiado.
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