Cómo mantener recto un husillo de bolas durante la instalación: comprobaciones de alineación y excentricidad.

La máquina no debe "enderezar" un husillo de bolas durante la instalación. Si el tornillo se fabrica correctamente pero el soporte del extremo fijo, el extremo soportado y la carcasa de la tuerca de bolas están montados en líneas centrales incompatibles, apretar el conjunto puede forzar que el tornillo se doble.

El resultado aún puede parecer aceptable cuando la máquina está parada, pero el husillo de bolas puede desarrollarsepar de funcionamiento desigual, vibración, ruido, calentamiento de los rodamientos y desgaste prematurocuando gira.

Por lo tanto, el objetivo de una instalación correcta no es simplemente hacer que el tornillo parezca recto. Es instalar el husillo de bolas sin introducir fuerza radial no deseada o doblar entre elrodamiento del lado fijo, rodamiento del lado apoyado, tuerca de bolas y recorrido de la guía de la máquina.

La rectitud del husillo de bolas y la alineación de instalación son diferentes

Esta distinción es importante antes de comenzar la instalación.

Un husillo de bolas puede pasar la inspección de rectitud de fabricación y aún así funcionar mal después de la instalación si la máquina lo aleja de su eje natural.

Por el contrario, un tornillo largo y delgado puede mostrar cierta flexión natural cuando no está soportado sin estar necesariamente doblado permanentemente.

Si necesita inspeccionar el tornillo antes de la instalación, consulte¿Qué tan recto debe ser un husillo de bolas? Tolerancias de rectitud y descentramiento.

¿Qué causa que un husillo de bolas se doble durante la instalación?

La flexión inducida por la instalación suele ocurrir cuando se aprietan varios componentes rígidos aunque sus líneas centrales no coincidan.

Las causas comunes incluyen:

• la carcasa del cojinete del extremo fijo está demasiado alta o demasiado baja;
• la carcasa del lado apoyado está desplazada lateralmente;
• el soporte de la tuerca de bolas está montado a una altura incorrecta;
• la carcasa de la tuerca se tira contra un espacio de montaje visible apretando los pernos;
• las dos unidades de soporte no son coaxiales;
• las superficies de montaje contienen rebabas, astillas, pintura o abolladuras;
• las guías lineales y el husillo de bolas no siguen el mismo sentido de desplazamiento;
• el extremo flotante está restringido incorrectamente en la dirección axial;
• el acoplamiento del motor se utiliza para juntar dos ejes desalineados;
• se permite que un tornillo largo cuelgue por su propio peso durante el montaje.

Instale las guías lineales primero

En la mayoría de los ejes CNC y de automatización, las guías lineales determinan la trayectoria real de la mesa móvil.

El husillo de bolas proporciona fuerza motriz a lo largo de este camino. No debe utilizarse para definir o corregir la trayectoria del carro.

Por lo tanto, antes de la instalación final del husillo de bolas:

• instalar las guías lineales;
• alinear el riel de referencia;
• alinear el riel secundario;
• confirmar que el carro se mueve libremente;
• confirme que la base de montaje sea suficientemente rígida;
• solo entonces alinee el husillo de bolas con la dirección de desplazamiento establecida.

Si la mesa ya está atascada en las guías, conectar el husillo de bolas puede dificultar el diagnóstico porque tanto el sistema de guía como el sistema de accionamiento contribuirán a la resistencia.

Paso 1: verifique el husillo de bolas antes de la instalación

Antes de montar el tornillo, inspecciónelo por separado de la máquina.

Controlar:

• condición de la superficie del eje del tornillo;
• revistas de rodamientos;
• extremos de eje roscados;
• tuercas de bolas y componentes de retorno;
• sellos o limpiaparabrisas;
• daños de transporte;
• flexión local visible;
• corrosión o contaminación.

Un eje dañado durante el transporte no debe ser forzado a alinearse mediante las unidades de soporte.

Para un tornillo largo, recuerde también que la flexión visible mientras el eje está suspendido libremente no indica automáticamente una flexión permanente. La rectitud y el descentramiento deben medirse utilizando condiciones de referencia y soporte controladas.

Paso 2: limpie todas las superficies de referencia de montaje

Una contaminación muy pequeña puede desplazar una carcasa de soporte de precisión o un soporte de tuerca.

Antes del montaje, limpie:

• superficie de montaje de soporte lateral fijo;
• superficie de montaje del lado soportado;
• localizar hombros;
• superficie del soporte de la tuerca de bola;
• superficie de montaje del carro;
• asientos de cojinetes;
• agujeros roscados.

Elimine rebabas, astillas, pintura, partículas de óxido y otros contaminantes que puedan impedir el contacto total.

No asuma que apretar los pernos con más fuerza corregirá una superficie de montaje imperfecta. En cambio, una fuerza mayor del perno puede deformar la carcasa o forzar el eje del tornillo a alejarse de su posición correcta.

Paso 3: instale el extremo fijo como referencia principal

Una disposición común utiliza un lado fijo y un lado apoyado o flotante.

DLY suministra combinaciones comunes de unidades de soporte, tales como:

• BK/BF;
• FK/FF;
• EK/EF.

La disposición de rodamientos del lado fijo establece la referencia axial del tornillo.

Instale el soporte del lado fijo de acuerdo con el dibujo de la unidad de soporte y del extremo del tornillo. Confirme que el rodamiento esté correctamente asentado contra las superficies de ubicación previstas y que la contratuerca esté instalada de acuerdo con el procedimiento requerido.

Sin embargo, a nivel de la base de la máquina, no fuerce prematuramente cada interfaz de montaje a su posición final bloqueada antes de que se haya verificado todo el eje.

Paso 4: Mantenga ajustable el extremo soportado durante la alineación inicial

El extremo apoyado proporciona soporte radial pero, en una disposición típica de soporte fijo, no debería crear involuntariamente una segunda restricción axial rígida.

Durante la alineación inicial, la carcasa del lado soportado debe colocarse de manera que el tornillo pueda asentarse en la línea central correcta en relación con el lado fijo y la tuerca de bolas.

Si ambos extremos están completamente apretados mientras sus alturas centrales o posiciones laterales son diferentes, el husillo de bolas puede verse obligado a doblarse entre los dos soportes.

Este problema se vuelve más importante cuando:

• el diámetro del tornillo disminuye;
• aumentos de longitud sin soporte;
• aumenta la velocidad de rotación;
• aumenta la precarga de la tuerca;
• Los requisitos de precisión de la máquina aumentan.

Paso 5: Coloque la carcasa de la tuerca esférica sin forzarla

La carcasa de la tuerca de bolas es uno de los puntos de alineación más importantes de todo el conjunto.

Conecte la tuerca de bolas a su soporte o carcasa, luego conecte la carcasa a la mesa móvil con los pernos de montaje inicialmente flojos o ligeramente ajustados.

Esta condición temporal permite que el alojamiento de la tuerca encuentre una posición que sea compatible con:

• el eje del husillo de bolas;
• soporte lateral fijo;
• soporte lateral apoyado;
• recorrido de guía lineal.

Si hay un espacio claro entre el soporte de la tuerca y la superficie de montaje del carro, no apriete simplemente los pernos hasta que desaparezca el espacio.

Eso puede tirar de la tuerca de bolas hacia un lado o verticalmente y crear un momento de flexión en el tornillo.

En su lugar, determine si el problema proviene de:

• altura incorrecta del centro de la tuerca;
• altura incorrecta de la unidad de soporte;
• error de mecanizado en el soporte de montaje;
• calce incorrecto;
• rebabas o contaminación;
• selección incorrecta de componentes.

Paso 6: Mueva el carro a lo largo de toda su carrera antes del ajuste final

No alinee el sistema en una sola posición del carro.

Mueva la mesa lentamente a lo largo de todo el recorrido utilizable mientras los componentes relevantes siguen siendo capaces de realizar pequeños ajustes de alineación.

Como mínimo, observe el sistema en:

• cerca del extremo fijo;
• alrededor de la mitad del trazo;
• cerca del extremo apoyado.

El tornillo debe girar suavemente sin un aumento significativo de la resistencia cuando la tuerca cambia de posición.

Preste atención a si la carcasa de la tuerca intenta moverse lateral o verticalmente durante el desplazamiento. Si el soporte cambia de posición cuando sus pernos se aflojan ligeramente, la posición de montaje anterior estaba alejando la tuerca de su eje de carrera natural.

Paso 7: Verifique la alineación horizontal y vertical

Normalmente, la alineación debe comprobarse tanto en dirección horizontal como vertical.

Cuando la estructura de la máquina lo permita, monte un indicador de prueba de cuadrante en el carro móvil y utilice una superficie de referencia mecanizada adecuada o una referencia de alineación asociada con el eje del tornillo.

Mueva el carro a lo largo de las guías y registre el cambio del indicador.

Esto ayuda a determinar si la línea central del tornillo cambia en relación con el recorrido establecido de la máquina.

No coloque el indicador casualmente sobre la pista de rodadura de la bola helicoidal y trate el resultado como una medición de alineación completa. La superficie roscada no es lo mismo que un diámetro de referencia dedicado.

Para una discusión completa sobre la medición del paralelismo, consulteParalelismo de husillos de bolas: cómo alinear un husillo de bolas durante la instalación.

Paso 8: Mida el descentramiento radial por separado

El paralelismo y el descentramiento son inspecciones diferentes.

Para verificar el descentramiento radial, coloque un indicador de cuadrante contra el muñón mecanizado especificado o el diámetro de referencia y gire el tornillo lentamente.

La variación del indicador puede revelar problemas como:

• un tornillo doblado;
• error de mecanizado del diario;
• asiento incorrecto de los rodamientos;
• contaminación detrás de un cojinete o hombro;
• instalación incorrecta de la contratuerca;
• distorsión inducida por el ensamblaje.

Si el descentramiento empeora significativamente sólo después de apretar las carcasas de soporte, el problema puede deberse a la instalación y no a un defecto original de rectitud de los tornillos.

No utilice una tolerancia de alineación de husillo de bolas universal

Un error común es buscar un valor como:

"La alineación del husillo de bolas debe estar dentro de X mm por metro".

No existe un valor único adecuado para cada instalación de husillo de bolas.

La precisión de montaje requerida depende de:

• diámetro del tornillo;
• longitud total;
• tramo sin soporte;
• grado de precisión;
• precarga de tuerca;
• configuración de soporte-soporte;
• velocidad de rotación máxima;
• requisito de posicionamiento de la máquina;
• Rigidez del soporte de tuerca y de las carcasas de soporte.

Utilice el dibujo del husillo de bolas, el dibujo de la máquina o las especificaciones de instalación del fabricante como criterio de aceptación.

No confunda el grado de precisión del paso del tornillo con su tolerancia de alineación de instalación. Por ejemplo, C3, C5 y C7 describen características de precisión de husillos de bolas; no proporcionan directamente un desplazamiento de instalación universal permitido entre la tuerca de bolas y los soportes del rodamiento.

Paso 9: Apriete el conjunto progresivamente

Una vez que el tornillo se mueva suavemente y la alineación sea aceptable, comience a apretarlo por última vez.

No apriete todos los pernos al par máximo a la vez.

Una secuencia práctica es asegurar progresivamente:

1. tuerca de bola;
2. soporte de tuerca o interfaz de carro;
3. soporte lateral fijo;
4. soporte lateral apoyado;

mientras sigue las instrucciones del fabricante del componente específico donde difieren.

Después de cada paso de ajuste importante:

• mueva el carro nuevamente a lo largo de la carrera;
• comprobar que la resistencia a la marcha no haya aumentado;
• vuelva a verificar las lecturas del indicador cuando sea necesario;
• confirme que la carcasa de la tuerca no se haya movido;
• Confirme que las unidades de soporte permanezcan correctamente asentadas.

El torque final del perno puede desplazar o distorsionar levemente la carcasa, por lo que se debe verificar la alineación después del ajuste, no solo antes.

¿Cómo se debe manipular un husillo de bolas largo durante la instalación?

Los husillos de bolas largos requieren cuidados adicionales porque su rigidez a la flexión disminuye rápidamente a medida que aumenta la longitud sin soporte.

No se debe permitir que un tornillo largo cuelgue libremente de un extremo mientras se ensambla el otro extremo.

Durante la instalación:

• apoyar el tornillo en posiciones adecuadas;
• evite levantarlo por un solo extremo;
• no permita que el peso de la tuerca de bolas cree una flexión innecesaria del eje;
• acercar la tuerca a un soporte cuando sea práctico durante el montaje;
• retire los soportes temporales con cuidado a medida que los soportes permanentes tomen la carga;
• nunca presione un eje visiblemente arqueado dentro de las carcasas de cojinetes apretando los pernos.

Para tornillos largos, la flexión por peso propio también debe distinguirse de la flexión permanente. Un tornillo largo y delgado colocado horizontalmente se desviará naturalmente bajo la gravedad, por lo que la inspección visual por sí sola no es una prueba de rectitud confiable.

Conecte el motor solo después de la alineación mecánica

Normalmente, el motor y el acoplamiento deben conectarse después de que el husillo de bolas pueda girar y desplazarse suavemente.

Esto hace que sea más fácil separar los problemas de alineación del husillo de bolas de los problemas de alineación del soporte del motor o del acoplamiento.

Antes de conectar el motor, comprobar:

• altura del eje del motor;
• desplazamiento lateral;
• escuadra del soporte del motor;
• ajuste del orificio del acoplamiento;
• desalineación angular permitida del acoplamiento;
• desplazamiento paralelo permitido del acoplamiento.

Un acoplamiento flexible está diseñado para tolerar una cantidad limitada de desalineación. No debe usarse para tirar de un eje de motor mal desplazado y un eje de husillo de bolas en un solo eje.

Verifique el par de funcionamiento en más de una posición

Después de la instalación mecánica, mueva el sistema lentamente y compare la resistencia en varias posiciones.

Una comprobación práctica útil es comparar:

• cerca del extremo fijo;
• en el centro del viaje;
• cerca del extremo apoyado.

El valor de torque absoluto depende del tamaño del tornillo, la precarga, la lubricación, los sellos y la carga, por lo que no existe un valor de torque universal para todos los conjuntos.

La señal de advertencia importante es un cambio grande o repetible en el torque a lo largo de la carrera.

Por qué las comprobaciones visuales de rectitud no son suficientes

Mirar hacia abajo a lo largo del husillo de bolas o colocar una simple regla al lado puede identificar daños graves, pero no es suficiente para una instalación de precisión.

Un tornillo puede parecer recto y al mismo tiempo tener:

• agotamiento del diario;
• compensación de la unidad de soporte;
• error de altura del alojamiento de la tuerca;
• error de paralelismo vertical;
• error de paralelismo horizontal;
• Desalineación del acoplamiento del motor.

Por el contrario, un tornillo largo puede parecer ligeramente curvado cuando no está apoyado debido a la gravedad, pero funciona normalmente después de un soporte correcto.

Para los trabajos de instalación, utilice métodos de medición que correspondan al error real que se está investigando.

Errores comunes que pueden forzar la alineación recta de un husillo de bolas

¿Qué debe comprobar después de la instalación?

Antes de aumentar la máquina a la velocidad de funcionamiento normal, realice varias comprobaciones a baja velocidad.

Confirmar:

• movimiento suave a lo largo de todo el trazo;
• resistencia a la carrera constante;
• sin unión obvia cerca de ninguno de los extremos;
• sin ruidos anormales;
• sin vibración repetida una vez por revolución;
• temperatura estable del soporte;
• temperatura estable de la tuerca de bola;
• sin aumento anormal de la corriente del motor;
• correcto funcionamiento del acoplamiento;
• Descentramiento aceptable del extremo del eje cuando se especifique.

La corriente del motor puede ayudar a identificar cambios en la resistencia mecánica, pero debe usarse como una herramienta de diagnóstico de apoyo y no como un sustituto de la medición de la alineación mecánica.

¿Se puede corregir un husillo de bolas doblado durante la instalación?

El ajuste de la instalación puede corregirdesalineación. No puede reparar de forma segura todos los husillos de bolas permanentemente doblados.

Si un tornillo se ha dañado por impacto, elevación o transporte incorrecto, forzarlo entre las unidades de soporte no es un método de enderezamiento adecuado.

Del mismo modo, no golpee la pista de rodadura con un martillo ni aplique presión local incontrolada a un husillo de bolas endurecido.

Si el descentramiento medido excede el requisito del dibujo después de que el tornillo esté correctamente apoyado y se hayan revisado los muñones, el tornillo debe evaluarse por separado antes de continuar con la instalación.

Secuencia recomendada de instalación de husillos de bolas

Para un eje típico de husillo de bolas con soporte fijo, la lógica de instalación completa se puede resumir como:

El par de apriete exacto, el procedimiento de la unidad de soporte y el error de montaje permitido siempre deben seguir el plano aprobado del husillo de bolas y las especificaciones de los componentes.

Soporte de instalación de husillo de bolas DLY

Suministros DLY laminados y rectificadoshusillos de bolaspara máquinas CNC, equipos de automatización y otras aplicaciones de movimiento lineal.

Los requisitos disponibles se pueden confirmar según la aplicación, incluyendo:

• diámetro y avance del husillo de bolas;
• tornillo laminado o rectificado;
• C7 y opciones de mayor precisión según requerimientos;
• longitud de tornillo personalizada;
• acuerdos de apoyo BK/BF, FK/FF y EK/EF;
• mecanizado del extremo del eje según plano;
• configuración de tuerca de bolas;
• Dimensiones de la interfaz de instalación.

Para un eje nuevo, proporcionar el plano de instalación completo suele ser más útil que especificar solo el husillo de bolas. El husillo, la carcasa de la tuerca de bolas, las unidades de soporte, el acoplamiento y las guías lineales deben considerarse como un solo sistema mecánico.

Conclusión

Garantizar la rectitud del husillo de bolas durante la instalación no significa utilizar el bastidor de la máquina para enderezar físicamente el husillo.

El objetivo real es evitar que un tornillo fabricado correctamente se vea obligado a doblarse debido a cojinetes de soporte desalineados o a una carcasa de tuerca de bolas mal colocada.

Las prácticas de instalación más importantes son:

• alinee primero las guías lineales;
• mantenga ajustables el extremo del soporte y la carcasa de la tuerca durante la configuración inicial;
• mueva el carro por toda su carrera antes del ajuste final;
• comprobar la alineación horizontal y vertical;
• medir el descentramiento radial por separado;
• apretar los componentes progresivamente;
• vuelva a comprobar la resistencia al funcionamiento después de apretar;
• conecte el motor sólo después de que el eje mecánico funcione suavemente.

Para husillos de bolas largos, es particularmente importante un soporte temporal adicional y un manejo cuidadoso porque el peso propio puede crear hundimiento visible y hacer que el tornillo se doble más fácilmente durante el montaje.

← Volver al Blog de DLY