La rectitud del husillo de bolas se comprueba comúnmente apoyando el husillo desde superficies de referencia definidas, girándolo lentamente y midiendo el movimiento radial en varias posiciones con un indicador de cuadrante. Esta inspección puede identificar un eje de tornillo doblado, pero el resultado debe distinguirse del descentramiento del muñón del cojinete y la rectitud del movimiento de todo el eje de la máquina.
Una medición precisa requiere un soporte controlado, un eje de referencia claro y consideración del hundimiento inducido por la gravedad. Medir directamente contra la cresta de la rosca con una punta indicadora inadecuada o apoyar incorrectamente un tornillo largo puede producir resultados engañosos.
Punto clave:Las lecturas más grandes y más pequeñas del indicador de cuadrante durante una revolución completa dan el descentramiento total indicado, o TIR. Esto está relacionado con la flexión del eje, pero no es automáticamente idéntico a la verdadera rectitud geométrica.
Rectitud, descentramiento y rectitud de movimiento
Estos términos describen diferentes condiciones y no deben usarse indistintamente.
| Medición | lo que evalúa | método típico |
|---|---|---|
| Rectitud del eje del tornillo | Desviación de la línea central del eje respecto de una línea de referencia recta | Gire entre centros o en diarios de datos y mida múltiples secciones |
| Descentramiento radial | Variación radial de una superficie medida con respecto a un eje de referencia durante la rotación | Indicador de cuadrante mientras el eje gira 360° |
| Rectitud del movimiento del eje | Desviación de la mesa móvil de su trayectoria recta prevista | Regla e indicador, sistema láser u otra medición del eje de la máquina |
Un husillo de bolas recto no garantiza que la mesa de la máquina se desplace en línea perfectamente recta. El movimiento de la mesa está limitado principalmente por las guías lineales y sus superficies de montaje. El husillo de bolas proporciona fuerza de accionamiento axial y debe estar alineado con el sistema de guía para evitar cargas laterales.
Equipo para una verificación de rectitud en taller
Una configuración de inspección práctica normalmente incluye:
- Una mesa de inspección rígida o placa de superficie.
- Dos bloques en V de precisión, rodillos adecuados o un dispositivo entre centros
- Un indicador de carátula calibrado o un indicador de desplazamiento electrónico
- Una base magnética rígida o soporte indicador
- Soportes intermedios ajustables para ejes largos
- Materiales de limpieza que no dañen la pista de rodadura.
- Equipos de medición de temperatura cuando se trata de tolerancias estrictas.
El instrumento de medición debe tener suficiente resolución para la tolerancia especificada. La resolución del indicador por sí sola no define la precisión de la medición; La rigidez de la fijación, la posición del soporte, el estado de la superficie y la repetibilidad también son importantes.
Definir el dato antes de medir
La rectitud no se puede evaluar sin una referencia. El dato debe seleccionarse del dibujo del producto o del requisito de inspección.
Los posibles datos incluyen:
- Muñones de rodamientos terminados en ambos extremos del eje.
- Orificios centrales mecanizados utilizados durante la producción.
- Una superficie de referencia cilíndrica especificada
- El eje de soporte instalado al verificar una máquina ensamblada.
Si los muñones de los extremos del eje tienen errores de mecanizado o no son coaxiales, las mediciones tomadas de ellos pueden incluir tanto la flexión del eje como el descentramiento del muñón. Para una inspección formal, registre claramente el punto de referencia y la posición de medición en lugar de informar solo un número de "rectitud" inexplicable.
Procedimiento de medición del indicador de cuadrante
1. Estabilizar y limpiar el husillo de bolas
Deje que el husillo de bolas y el equipo de medición alcancen una temperatura ambiente estable. Elimine la suciedad, la grasa de empaque y las partículas sueltas de los muñones de referencia y las áreas de medición sin dañar la pista de rodadura.
No retire la tuerca de bolas a menos que estén disponibles la herramienta de transferencia y el procedimiento correctos. Sacar una tuerca de bolas directamente del tornillo puede liberar las bolas en recirculación.
2. Coloque los soportes
Coloque el eje entre centros o apoye los muñones designados en bloques en V de precisión. Los soportes deben estar limpios, estables y colocados simétricamente a menos que el método de inspección especificado requiera otra disposición.
En el caso de un husillo de bolas largo y delgado, la gravedad puede crear un hundimiento mensurable. Es posible que se requieran soportes adicionales, pero solo deben contrarrestar el peso del eje. Un soporte intermedio que empuja el eje hacia arriba puede ocultar la curvatura real y producir una lectura artificialmente baja.
3. Seleccione las secciones de medición
Divida la longitud efectiva del tornillo en varias secciones. Incluya posiciones cerca de ambos extremos, el medio y cualquier área donde se sospeche que está doblado.
Utilice la superficie especificada en el dibujo o procedimiento de inspección. Una punta indicadora puntiaguda estándar no debe simplemente pasar a través de las ranuras helicoidales porque la geometría de las ranuras puede confundirse con un movimiento radial. Cuando se deba medir la sección roscada, utilice una disposición de contacto adecuada que haga referencia consistente al diámetro previsto.
4. Configure el indicador
Coloque el indicador de modo que su dirección de medición sea radial al eje del tornillo. El vástago del indicador debe estar correctamente alineado con la dirección del movimiento para minimizar el error del coseno.
Aplique una cantidad adecuada de fuerza de medición y precargue el indicador dentro de su rango de trabajo. Ponga a cero la lectura en la posición inicial.
5. Gire el eje lentamente
Gire el husillo de bolas manualmente una revolución completa sin aplicar fuerza lateral. Registre las lecturas más alta y más baja en la sección de medición.
TIR = lectura máxima del indicador − lectura mínima del indicador
Marcar la posición angular de la lectura más alta puede ayudar a identificar la dirección de la curva. Repita el proceso en cada sección seleccionada a lo largo del eje.
6. Repita la medición
Gire el eje varias veces y confirme que las lecturas sean repetibles. Si los resultados cambian significativamente, verifique los bloques en V, los orificios centrales, el soporte del indicador, la fuerza de soporte y la limpieza de la superficie antes de evaluar el tornillo.
Cómo se relaciona TIR con la rectitud
Si la superficie medida es redonda y concéntrica con la línea central del eje, el desplazamiento central en una sección es aproximadamente la mitad del TIR medido:
Desplazamiento central aproximado = TIR ÷ 2
Esta relación debe usarse con cuidado. TIR también puede incluir:
- Falta de redondez de la superficie medida
- Excentricidad entre la superficie medida y el eje de referencia.
- Errores en los muñones de los extremos del eje.
- Contaminación en superficie o soportes
- Movimiento del accesorio
- Deflexión inducida por la gravedad
Para la aceptación de producción, compare la característica medida con la tolerancia y la definición de referencia que se muestran en el dibujo. No convierta cada resultado de descentramiento en un valor de rectitud sin considerar estas fuentes de error adicionales.
Medición de husillos de bolas largos
Los husillos de bolas largos requieren atención especial porque su propio peso puede producir una deflexión elástica sustancial durante la inspección horizontal.
Los posibles enfoques incluyen:
- Uso de soportes adicionales de baja fuerza en posiciones calculadas
- Medición en más de una orientación rotacional
- Utilizar un dispositivo de inspección vertical cuando corresponda
- Aplicar un método acordado de compensación de la gravedad
- Usando una máquina de medición de rectitud dedicada
El método de soporte debe registrarse con el resultado. Dos inspecciones realizadas con diferentes posiciones de soporte pueden producir lecturas diferentes incluso cuando se mide el mismo husillo de bolas.
Usando una máquina de medición de coordenadas
Una máquina de medición de coordenadas puede recopilar puntos de superficies cilíndricas específicas y calcular sus centros en relación con un dato definido. Esto proporciona información geométrica más detallada que una verificación básica del indicador de cuadrante.
Sin embargo, el método CMM debe tener en cuenta:
- Accesibilidad de la sonda alrededor del hilo.
- La superficie utilizada para establecer cada sección transversal.
- Deformación inducida por soporte
- Volumen de la máquina y longitud del tornillo.
- Incertidumbre de temperatura y medición.
Una CMM es útil para la inspección controlada, pero no elimina la necesidad de definir el dato y la condición de soporte.
Cuándo utilizar la medición láser
Un interferómetro láser se utiliza comúnmente para evaluar el error de posicionamiento o la rectitud de un eje de máquina en movimiento. Normalmente no se utiliza dirigiendo un láser a la ranura helicoidal del husillo de bolas y leyendo directamente la rectitud del eje.
Después del husillo de bolas yguías linealesestán instalados, la medición óptica puede ayudar a evaluar cómo se mueve la mesa completa en relación con su trayectoria prevista. Este resultado incluye la influencia de los carriles guía, las superficies de montaje, los cojinetes, el bastidor de la máquina y la alineación de la instalación.
Errores de medición comunes
- Medición de la rosca helicoidal con una punta indicadora puntiaguda inadecuada
- Colocar una regla directamente contra la pista de rodadura de la bola.
- Soportar un tornillo largo sólo en sus extremos sin considerar el pandeo
- Usar un soporte intermedio para forzar el eje en línea recta
- Girar el eje demasiado rápido
- Aplicar fuerza lateral mientras se gira el tornillo
- Medir antes de que la pieza alcance una temperatura estable
- Informar TIR sin indicar el dato y la posición de medición
- Suponiendo que la rectitud del eje del tornillo y la rectitud del eje de la máquina son la misma característica
Qué hacer si la lectura es demasiado alta
Antes de decidir que el husillo de bolas está doblado, repita la inspección después de verificar la configuración, las posiciones de soporte, las superficies de referencia y la calibración del instrumento.
Si se confirma un descentramiento excesivo:
- Inspeccione el eje en busca de daños durante el transporte o manipulación.
- Compruebe si los muñones del cojinete son concéntricos con la sección del tornillo.
- Inspeccione los cojinetes de soporte instalados y las carcasas para detectar desalineaciones.
- Confirme que la carcasa de la tuerca no esté tirando del tornillo hacia los lados.
- Compare el resultado con la tolerancia del dibujo y el método de inspección.
- Comuníquese con el fabricante antes de intentar enderezar o volver a trabajar.
No golpee el eje del tornillo ni lo fuerce para enderezarlo mientras la tuerca de bolas y los cojinetes de soporte están ensamblados. El enderezamiento incontrolado puede dañar el canal, alterar la precisión del cable o crear tensión local.
Conclusión
La forma más práctica de comprobar la rectitud del husillo de bolas en un taller es girar el eje alrededor de un eje de referencia claramente definido y medir la desviación radial en múltiples secciones con un indicador de cuadrante calibrado.
Los resultados confiables dependen de la referencia, el método de soporte, la superficie de contacto, la temperatura y el control de la flexión del eje. TIR puede indicar flexión, pero también puede contener errores de superficie, muñón y fijación.
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