Elpista de rodadura del husillo de bolases la ranura helicoidal formada en el eje del tornillo y dentro de la tuerca de bolas donde ruedan las bolas que soportan la carga. Juntos, la pista de rodadura del husillo, la pista de rodadura de la tuerca y las bolas de acero forman el sistema de contacto rodante que permite que un husillo de bolas convierta el movimiento giratorio en movimiento lineal con una fricción relativamente baja.
Por lo tanto, la pista de rodadura es más que un simple camino para las bolas. EsGeometría de la ranura, condición de la superficie, dureza, precisión de fabricación y lubricación.todos influyen en la suavidad con que se mueven las bolas, en cómo se transmite la carga axial y en el rendimiento del husillo de bolas durante su vida útil.
¿Cómo funciona la pista de rodadura del husillo de bolas?
En un tornillo deslizante convencional, las superficies del tornillo y la tuerca se mueven entre sí mediante contacto deslizante. Un husillo de bolas funciona de manera diferente porque las bolas de acero ruedan entre las ranuras helicoidales del eje del husillo y la tuerca de bolas.
Cuando el tornillo o la tuerca gira, las bolas se mueven a lo largo de la sección cargada de la pista mientras transfieren fuerza entre el tornillo y la tuerca. Después de pasar por la zona cargada, las bolas ingresan al sistema de retorno y circulan de regreso al inicio del camino de carga.
La pista de rodadura del tornillo + las bolas de acero + la pista de rodadura de la tuerca forman la principal interfaz de contacto rodante que guía el movimiento y transfiere la carga axial.
1. La pista guía las bolas
La función más básica de la pista de rodadura es proporcionar una trayectoria de rodadura controlada para las bolas. Las ranuras helicoidales en el eje del tornillo y la tuerca mantienen las bolas en su posición mientras les permiten viajar a través de la zona cargada.
La pista de rodadura también debe funcionar correctamente con el sistema de retorno de bolas. La transición suave entre la pista de rodadura cargada y la ruta de retorno ayuda a reducir impactos, deslizamientos, vibraciones, ruidos y calor innecesarios, especialmente cuando el husillo de bolas opera a velocidades de rotación más altas.
2. La pista de rodadura transfiere carga axial
Las bolas no ruedan simplemente por la ranura. También transmiten la carga de trabajo entre el eje del husillo y la tuerca de bolas.
Cuando se aplica una fuerza axial, se desarrollan fuerzas de contacto en las interfaces entre las bolas y las pistas de rodadura. La geometría y el estado de estas superficies de contacto afectan la forma en que se distribuye la carga a través de las bolas cargadas.
En el funcionamiento real, la carga no es necesariamente idéntica en todas las bolas. Las tolerancias de fabricación, la deformación elástica, la precarga y las condiciones de funcionamiento pueden influir en la distribución de la carga. Si una carga excesiva se concentra en una sección limitada de la pista de rodadura, la tensión de contacto local puede aumentar y la vida a fatiga puede reducirse.
3. La geometría de la ranura de la pista controla el contacto con la bola
Una pista de rodadura de husillo de bolas es una superficie de rodadura diseñada con precisión. Su perfil de ranura está diseñado para que las bolas entren en contacto con el tornillo y la tuerca en posiciones y ángulos de contacto controlados.
Los factores de diseño importantes relacionados con las pistas de rodadura incluyen:
- Perfil de ranura y radio de ranura
- Ángulo de contacto
- Diámetro de la bola
- Plomo de pista
- Conformidad entre la bola y la ranura.
Estos factores influyen en el área de contacto y la tensión entre las bolas y la pista de rodadura. Esta es la razón por la que el diseño de husillos de bolas requiere mucho más que simplemente mecanizar una ranura helicoidal en un eje de acero.
4. La pista de rodadura afecta la rigidez y la precarga
La geometría de la pista de rodadura también está estrechamente relacionada conPrecarga del husillo de bolas y rigidez axial..
La precarga se utiliza en muchos conjuntos de husillos de bolas para reducir o eliminar el juego axial entre el husillo y la tuerca. Cuando se introduce la precarga, las bolas permanecen bajo una carga de contacto interna controlada incluso antes de que se aplique una carga de trabajo externa.
Por lo tanto, la geometría de la pista, el tamaño de la bola y la precarga deben trabajar juntos. Una precarga excesiva puede aumentar la fricción, el par de funcionamiento y la generación de calor, mientras que una precarga insuficiente puede no proporcionar la rigidez requerida por la máquina.
5. La precisión de la pista de rodadura contribuye a un movimiento suave
Debido a que las bolas ruedan continuamente a lo largo de la ranura helicoidal, los errores dimensionales o las irregularidades en la pista de rodadura pueden afectar el contacto de la bola y el comportamiento de carrera.
Dependiendo del tipo y magnitud del error, una geometría deficiente de la pista de rodadura puede contribuir a:
- Resistencia a la rodadura desigual
- Vibración o ruido anormal
- Carga localizada
- Fluctuación del par de marcha
- Desgaste acelerado
Sin embargo, la precisión de posicionamiento de toda la máquina no puede determinarse únicamente mediante la pista de rodadura.Precisión de avance, rodamientos de soporte, precarga, alineación de instalación, deflexión del tornillo, expansión térmica y rigidez de la máquina.Todos pueden influir en el rendimiento del posicionamiento final.
6. La calidad de la superficie de la pista de rodadura afecta el desgaste y la vida útil
Se desarrollan altas tensiones de contacto donde las bolas de acero entran en contacto con las pistas de rodadura del tornillo y la tuerca. Por tanto, el estado de estas superficies de rodadura es importante para un funcionamiento fiable.
Una pista de rodadura de husillo de bolas requieredureza superficial, acabado superficial, geometría de ranura y resistencia a la fatiga.
El deterioro de las pistas de rodadura puede aparecer de varias formas:
- Pulido o desgaste anormal
- Sangría causada por la contaminación.
- Fatiga superficial
- Picaduras o descamaciones
- Corrosión
- Marcaciones o daños en la superficie
Una vez que se ha desarrollado un daño mecánico significativo en la pista de rodadura, agregar más lubricante no puede restaurar la superficie de rodadura original. Se debe inspeccionar el husillo de bolas dañado para determinar si es necesario repararlo o reemplazarlo.
7. Por qué es importante la lubricación de las pistas de rodadura
La lubricación adecuada ayuda a mantener una película protectora entre las bolas y las superficies de las pistas de rodadura. Esto reduce la fricción y el desgaste innecesarios y al mismo tiempo ayuda a proteger las superficies de acero contra la corrosión.
La lubricación puede ayudar:
- Reducir la fricción y el desgaste.
- Limite la generación de calor innecesaria
- Proteger contra la corrosión
- Reducir la interacción directa entre metales
- Respalda una vida útil más prolongada ante la fatiga por contacto rodante
El control de la contaminación es igualmente importante. Las partículas de metal, el polvo y otros desechos pueden ingresar a la tuerca de bolas y dañar tanto las bolas como las superficies de la pista. Las máquinas que operan en ambientes contaminados pueden requerir sellos, limpiadores o cubiertas protectoras adecuadas además de una lubricación regular.
¿Cuáles son los signos de daño en la pista de rodadura del husillo de bolas?
Los daños en las pistas de rodadura no siempre causan una falla inmediata del husillo de bolas. En muchos casos, los primeros síntomas aparecen gradualmente a medida que cambia el comportamiento al correr.
| Síntoma | Posible causa relacionada con la canalización |
|---|---|
| Aumento del par de funcionamiento | Desgaste, contaminación o lubricación insuficiente |
| Movimiento brusco o desigual | Daños en la pista de rodadura o residuos en la trayectoria de rodadura |
| Ruido anormal | Bolas dañadas, defectos en las pistas de rodadura o problemas de circulación. |
| Juego axial creciente | Desgaste de las bolas y superficies de contacto de las pistas de rodadura. |
| Vibración local | Daño en la superficie o contacto desigual de la bola |
| Pérdida de precarga | Desgaste o fatiga en las superficies de contacto rodantes. |
Estos síntomas no son exclusivos del daño de las pistas de rodadura. La instalación incorrecta, la desalineación, los problemas en los cojinetes de soporte y la mala lubricación pueden crear síntomas similares. Por lo tanto, se debe inspeccionar todo el conjunto del husillo de bolas antes de identificar la causa final.
La calidad de la pista de rodadura es sólo una parte del rendimiento del husillo de bolas
Una pista de rodadura bien fabricada es importante, pero no puede compensar un husillo de bolas mal seleccionado o mal instalado.
El rendimiento general del husillo de bolas también depende de:
- Diámetro y paso del tornillo
- Grado de precisión
- Precarga o juego axial
- Capacidad de carga dinámica y estática.
- Velocidad crítica y velocidad de rotación.
- Disposición de soporte
- Lubricación
- Alineación de montaje
- Entorno operativo
Por ejemplo, ni siquiera una pista de rodadura de precisión puede evitar una vibración excesiva si se opera un husillo de bolas largo por encima de su velocidad crítica permitida. Por lo tanto, la selección del husillo de bolas debe considerar el sistema mecánico completo en lugar de evaluar la pista de rodadura de forma aislada.
Opciones de husillo de bolas DLY
DLY suministra husillos de bolas para automatización industrial, equipos CNC, sistemas de posicionamiento y otras aplicaciones de movimiento lineal.
Las opciones disponibles incluyenHusillos de bolas laminados C7 y husillos de bolas rectificados de alta precisión, con diferentes diámetros de tornillo, pasos, configuraciones de tuercas y opciones de mecanizado de extremos disponibles según los requisitos de la aplicación.
Al seleccionar un husillo de bolas, se deben considerar en conjunto la carga, la velocidad, la carrera, la precisión de posicionamiento, la disposición de montaje y el entorno operativo requeridos. Puede ver las opciones disponibles en elHusillo de bolas DLYgama de productos.
Conclusión
La pista de rodadura de bolas es la superficie de rodadura de precisión que guía las bolas y transfiere la carga axial entre el eje del tornillo y la tuerca de bolas.
Su geometría y condición de la superficie influyen.contacto con la bola, distribución de carga, fricción, rigidez, suavidad, desgaste y vida a fatiga. Sin embargo, la calidad de la pista de rodadura es sólo una parte del rendimiento general del husillo de bolas. También se deben considerar la precarga, la lubricación, el sistema de circulación, la precisión de la instalación y las condiciones de operación.
Si está seleccionando un nuevo husillo de bolas o reemplazando una unidad existente, evalúe los requisitos completos de la aplicación en lugar de centrarse en un solo parámetro.
¿Necesita ayuda para seleccionar un husillo de bolas?
Póngase en contacto con DLY con los requisitos de diámetro de tornillo, paso, longitud, grado de precisión, carga, velocidad y mecanizado de extremos requeridos. Nuestro equipo puede ayudar a evaluar una configuración de husillo de bolas adecuada para su aplicación.
