El juego del husillo de bolas es el movimiento axial perdido que aparece cuando se invierte la dirección del movimiento. Es posible que el tornillo o el motor ya hayan cambiado de dirección, pero la tuerca, la mesa o el componente móvil no responden inmediatamente porque primero se debe eliminar el espacio mecánico.
Puede ser aceptable una pequeña cantidad de espacio libre en equipos de automatización general. Sin embargo, para máquinas CNC, equipos de medición y aplicaciones con cambios de dirección frecuentes, un juego excesivo puede reducir la precisión y la repetibilidad del posicionamiento.
¿Qué es el juego en un husillo de bolas?
Un husillo de bolas contiene un eje de husillo, una tuerca de bolas y bolas de acero recirculantes. Las bolas ruedan entre pistas coincidentes en el eje y la tuerca para convertir el movimiento giratorio en movimiento lineal.
Si existe un juego axial entre las bolas y las pistas de rodadura, el lado impulsor debe atravesar ese espacio cuando la rotación se invierte antes de que la carga se transmita completamente en la dirección opuesta. Esto produce reacción o pérdida de movimiento.
El juego del husillo de bolas no debe confundirse con la precisión del avance. La precisión del avance describe la diferencia entre el recorrido teórico y el real a lo largo de una distancia específica. El contragolpe describe el movimiento perdido durante la inversión de dirección. Un grado de precisión más alto no significa automáticamente que el conjunto no tenga juego axial.
¿Qué causa el juego del husillo de bolas?
Autorización de fabricación y montaje
Algunas tuercas de husillo de bolas estándar están diseñadas con un juego interno controlado para mantener un funcionamiento suave y un par de torsión razonable. Esto no indica necesariamente un defecto de fabricación.
Cuando se requiere un menor juego, el tamaño de la bola, la geometría de la pista de rodadura y la precarga deben coincidir adecuadamente durante la producción y el montaje. La instalación aleatoria de bolas más grandes no es un método de ajuste seguro porque una interferencia excesiva puede aumentar el torque, el calor y el desgaste de la pista.
Desgaste de bolas y pistas de rodadura
La operación repetida desgasta gradualmente las bolas y las pistas de rodadura. El desgaste puede desarrollarse más rápidamente bajo carga excesiva, impacto, contaminación, lubricación inadecuada o alineación deficiente. A medida que las superficies de contacto se desgastan, el juego axial interno puede aumentar.
Si el juego aparece sólo en una sección de la carrera del tornillo, se debe considerar el desgaste o daño local de la pista de rodadura. Es posible que reemplazar solo la tuerca no corrija el problema si el eje del tornillo también está desgastado.
Movimiento de soporte
No todos los errores de inversión medidos provienen de la tuerca de bolas. Las contratuercas flojas, la precarga incorrecta del rodamiento o los rodamientos de soporte de extremo fijo desgastados pueden permitir que todo el eje del tornillo se mueva axialmente.
Antes de reemplazar la tuerca, verifique si el extremo del tornillo se mueve cuando se aplica una fuerza axial. Si todo el tornillo se mueve dentro de la disposición de soporte, el conjunto del cojinete puede ser responsable del error.
Acoplamientos sueltos o soportes de tuerca
Un acoplamiento del motor, un perno de asiento de tuerca o una carcasa de cojinete flojos también pueden generar una pérdida de movimiento durante la marcha atrás. Por lo tanto, el valor medido en la mesa de la máquina puede ser mayor que el juego real dentro de la tuerca.
Instalación incorrecta
La desalineación entre el eje del tornillo, la carcasa de la tuerca y los cojinetes de soporte no siempre genera un juego inmediato. Sin embargo, produce cargas desiguales, mayor resistencia al funcionamiento y desgaste local que puede aumentar el espacio libre con el tiempo.
¿Cómo afecta la reacción a un sistema de movimiento lineal?
Error de posicionamiento
Cuando un eje se invierte, el motor o el tornillo pueden moverse antes de que responda la mesa. Por lo tanto, la posición ordenada y la posición real pueden diferir, especialmente cuando el objetivo se acerca desde direcciones alternas.
Repetibilidad reducida
Una máquina puede regresar consistentemente a una posición cuando se acerca desde una dirección pero producir un resultado diferente cuando se acerca desde la dirección opuesta. Este es un signo común de pérdida de movimiento relacionada con la inversión.
Errores de mecanizado y superficie
En los equipos CNC, el juego puede causar desviación dimensional, marcas visibles durante los cambios de contorno o corte inestable cuando un eje se invierte. La gravedad depende de la estructura de la máquina, la carga de corte y el sistema de control.
Ruido y vibración
El espacio libre puede permitir que un componente se vuelva a acoplar repentinamente después de dar marcha atrás, produciendo impacto, vibración o ruido. Sin embargo, el ruido anormal por sí solo no prueba que la tuerca de bolas tenga un juego excesivo. También se deben inspeccionar la lubricación, la alineación, los cojinetes de soporte y otros componentes de la transmisión.
¿Cómo se puede reducir el juego del husillo de bolas?
Utilice una tuerca precargada que coincida correctamente
La precarga aplica una fuerza interna controlada entre las bolas y las pistas de rodadura. Ayuda a reducir el juego axial y mejora la rigidez y la respuesta de inversión.
La precarga debe coincidir con la carga, velocidad, par del motor y ciclo de trabajo requeridos. Una precarga excesiva puede aumentar la fricción, la temperatura de funcionamiento y el desgaste, por lo que una precarga más alta no es automáticamente mejor.
Considere una estructura de doble tuerca
Una tuerca de doble bola utiliza dos secciones de tuerca precargadas entre sí. Esta estructura puede proporcionar un mejor control del juego y una mayor rigidez axial que una tuerca simple con juego estándar, pero requiere más espacio de instalación y generalmente produce una mayor resistencia al funcionamiento.
Para una comparación detallada de estas dos estructuras, consulteHusillo de bolas SFU vs DFU: diferencias de juego, carga y precisión.
Corregir errores de instalación
Verifique la alineación del tornillo, la carcasa de la tuerca y las unidades de soporte. Confirme que la contratuerca del cojinete, el acoplamiento, la brida de la tuerca y los pernos de montaje estén correctamente asegurados.
Si el error proviene de un cojinete o acoplamiento de soporte flojo, reemplazar la tuerca de bolas no resolverá el problema.
Mantenga una lubricación adecuada
La lubricación no elimina directamente el juego mecánico existente, pero reduce la fricción y ayuda a retardar el desgaste de las bolas y las pistas de rodadura. El tipo de lubricante y el intervalo de mantenimiento deben coincidir con la velocidad, la carga, la carrera y el entorno de trabajo.
Reemplazar componentes desgastados
Si la tuerca, la pista de rodadura del tornillo o los cojinetes de soporte ya están desgastados, el ajuste puede proporcionar sólo una mejora temporal. Los componentes desgastados deben inspeccionarse para determinar si es más apropiado reemplazar la tuerca o un conjunto completo de tornillo y tuerca.
Los métodos de corrección más detallados se explican enCómo eliminar el juego en husillos de bolas.
¿Se puede eliminar por completo el contragolpe?
Un husillo de bolas precargado correctamente seleccionado puede reducir el juego axial mensurable a un nivel muy bajo. Sin embargo, describir todo el eje de la máquina como si tuviera "juego cero absoluto" suele ser engañoso.
El error de inversión final aún puede verse afectado por el movimiento del soporte, la deformación del acoplamiento, la rigidez del asiento de la tuerca, la deformación del bastidor de la máquina, la expansión térmica y la configuración del sistema de control.
Por lo tanto, el objetivo práctico es controlar el movimiento perdido total dentro de los requisitos de posicionamiento de la máquina, en lugar de buscar la precarga más alta posible sin considerar el par, el calor y la vida útil.
¿Qué se debe comprobar antes de reemplazar una tuerca de bolas?
Antes de pedir un reemplazo, confirme:
- Modelo completo de tornillo y tuerca.
- Diámetro y paso del tornillo
- Estructura de tuerca simple o doble tuerca
- Requisito de autorización o precarga original
- Si el juego se produce a lo largo de toda la carrera o sólo localmente
- Estado de la pista de rodadura del tornillo y circulación de la tuerca.
- Movimiento soporte-cojinete de extremo fijo
- Estado del acoplamiento, asiento de tuerca y perno de montaje
Uno de los errores de reemplazo más comunes es pedir una tuerca solo por el diámetro nominal y el paso. Dos tuercas marcadas con tamaños básicos similares aún pueden diferir en las dimensiones de la brida, la estructura de circulación, la coincidencia interna y la precarga.
Para obtener más información sobre el reemplazo de tuercas y conjuntos coincidentes, consulte¿Puede una tuerca de husillo de bolas antijuego realmente eliminar el juego?.
Juego de tuercas y husillos de bolas DLY
DLY suministra husillos de bolas laminados C7 para automatización general y husillos de bolas rectificados C5 para aplicaciones que requieren una mayor precisión de avance. Los ejes de husillo de bolas utilizan acero S55C, mientras que las tuercas de bolas DLY utilizan acero de aleación 20CrMo.
Cuando se requiere control del juego, se deben confirmar juntos el diámetro del tornillo, el avance, la estructura de la tuerca, la precarga, la disposición del soporte y las condiciones de instalación. Para proyectos de reemplazo, fotografías claras, el modelo completo y un dibujo son más confiables que el diámetro y el plomo solos.
¿Necesita ayuda para comprobar el juego del husillo de bolas?
Envíe a DLY el modelo de tornillo, el error de inversión medido, la estructura de la tuerca, la disposición del soporte y los requisitos de aplicación para su verificación.
Correo electrónico: export@dlybearing.com
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