SFU1605 es una especificación de husillo de bolas de uso común para equipos CNC, módulos lineales compactos, máquinas de grabado y ejes de automatización industrial. La designación generalmente identifica un diámetro de tornillo nominal de 16 mm y un avance de 5 mm, lo que significa que la tuerca recorre 5 mm por cada revolución completa del tornillo.
Sin embargo, el "SFU1605" por sí solo no determina una capacidad de carga fija. La capacidad de carga dinámica básica y la capacidad de carga estática básica dependen de la estructura de la tuerca de bolas, el número de circuitos de bolas cargados, la geometría interna y las especificaciones de fabricación. Por ejemplo, DLY suministra configuraciones SFU1605-3 y SFU1605-4, y sus clasificaciones de carga estática son diferentes.
Respuesta corta:El SFU1605-3 de DLY tiene una capacidad de carga axial estática básica de 1240 kgf, mientras que el SFU1605-4 tiene una capacidad de carga axial estática básica de 1790 kgf. Estas son clasificaciones de referencia, no la carga útil de trabajo recomendada de la máquina.
Clasificaciones de carga de SFU1605-3 y SFU1605-4
Las siguientes especificaciones se basan en los datos actuales del producto de husillo de bolas 1605 de DLY:
| Modelo | Diámetro nominal | Dirigir | Circuitos de bolas | Clasificación dinámica Ca | Clasificación estática Coa | Rigidez K |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SFU1605-3 | 16mm | 5mm | 3 | 765 kgf ≈ 7,50kN |
1.240 kgf ≈ 12,16kN |
17 kgf/μm |
| SFU1605-4 | 16mm | 5mm | 4 | 780 kgf ≈ 7,65kN |
1.790 kgf ≈ 17,55kN |
20 kgf/μm |
kgf significa kilogramo-fuerza, no kilogramos de carga útil.Un kilogramo de fuerza equivale aproximadamente a 9,80665 newtons. Por lo tanto, una capacidad estática de 1790 kgf es aproximadamente 17,55 kN, pero eso no significa que la máquina pueda mover con seguridad una carga de 1790 kg.
Antes de determinar la masa móvil permitida, se deben considerar la orientación de la máquina, la aceleración, la fuerza de corte, el impacto, la disposición del soporte, el pandeo de los tornillos, la precisión del montaje y la vida útil requerida.
¿Qué significa SFU1605?
La designación del modelo proporciona información dimensional básica:
- SFU:Una serie de tuercas de bolas simples con bridas;
- 16:Diámetro nominal del eje del tornillo de 16 mm;
- 05:Paso nominal de 5 mm por revolución;
- -3 o -4:La configuración de la tuerca, incluido el número de circuitos de bolas utilizados en la designación del modelo de DLY.
El cable de 5 mm determina el recorrido lineal por revolución. Por ejemplo, una velocidad de tornillo de 1.000 rpm produce teóricamente una velocidad lineal de 5.000 mm/min, antes de considerar la aceleración y la velocidad de funcionamiento permitida del conjunto completo.
El modelo completo debe confirmarse al realizar el pedido. un reemplazo1605 tuerca de bolaTambién se deben verificar las dimensiones de la brida, la longitud total, el número de circuito, la precarga o holgura y la compatibilidad con el eje del tornillo existente.
¿Cuál es la clasificación de carga axial estática básica?
La capacidad de carga axial estática básica, identificada comoconodo0a, es un valor de referencia estandarizado asociado con un nivel específico de deformación permanente en el contacto con mayor carga entre las bolas y las pistas de rodadura.
No debe interpretarse como una carga operativa continua recomendada o un punto de falla absoluto. Operar cerca de la clasificación estática puede crear hendiduras permanentes en las bolas o pistas de rodadura, especialmente cuando hay golpes, vibraciones, impactos o errores de instalación.
La indentación permanente en la pista de rodadura puede producir:
- Resistencia a la carrera desigual;
- Ruido repetitivo en una posición específica del tornillo;
- Mayor par motor y temperatura;
- Precisión de posicionamiento reducida;
- Desgaste acelerado y vida útil más corta.
La clasificación estática es particularmente importante cuando el husillo de bolas está estacionario o se mueve muy lentamente bajo una carga elevada, o cuando el sistema está expuesto a impactos y fuerzas de parada de emergencia.
¿Cuál es la clasificación de carga axial dinámica básica?
La capacidad de carga axial dinámica básica, identificada comoEso, se utiliza para calcular la vida de fatiga nominal de un husillo de bolas que funciona bajo carga. No es la carga máxima que puede soportar el tornillo durante un movimiento.
Para husillos de bolas, la vida nominal básica en revoluciones se puede estimar utilizando:
Vida nominal básica:
l10= (Ca÷Fmetro)³ × 106revoluciones
Dónde:
- l10= vida nominal básica en revoluciones;
- Eso= capacidad de carga axial dinámica básica;
- Fmetro= carga axial media equivalente.
Debido a que la relación de carga se eleva a la tercera potencia, incluso un aumento moderado en la carga operativa equivalente puede reducir sustancialmente la vida de fatiga calculada.
Esta fórmula proporciona una referencia básica en condiciones definidas. La vida útil real puede verse acortada por contaminación, mala lubricación, desalineación, precarga excesiva, carga de choque, temperatura y variaciones de fabricación o instalación.
La calificación estática y la calificación dinámica no son intercambiables
| Parámetro | Clasificación estática básica Coa | Clasificación dinámica básica Ca |
|---|---|---|
| Propósito principal | Evaluar el riesgo de deformación permanente | Calcular la vida de fatiga nominal |
| Condición más relevante | Condiciones estacionarias, de baja velocidad, de choque o de carga máxima | Movimiento repetido bajo carga operativa. |
| Verificación de selección | Factor de seguridad estático | Vida de viaje requerida o vida operativa |
| ¿Debería ser igual a la carga de trabajo? | No | No |
Ambos controles son necesarios. Un husillo de bolas puede satisfacer el requisito de seguridad estática pero aún tener una vida de fatiga insuficiente. Por el contrario, podría tener una vida dinámica calculada aceptable pero aún así ser vulnerable a un pico severo o carga de impacto.
Cómo calcular el factor de seguridad estática
El factor de seguridad estático se puede expresar como:
Factor de seguridad estático:
Fs= Coa ÷Fmáximo
Dónde:
- Fs= factor de seguridad estático;
- con= capacidad de carga axial estática básica;
- Fmáximo= carga axial máxima esperada en la aplicación.
La carga axial máxima debe incluir más que la fuerza de funcionamiento normal. Dependiendo de la aplicación, puede incluir:
- Peso que actúa sobre un eje vertical;
- Fuerza de aceleración y desaceleración;
- Fuerza de mecanizado o prensado;
- Fricción de guías y sellos;
- Fuerza de parada de emergencia;
- Impacto, vibración u obstrucción inesperada.
El factor de seguridad requerido depende de las condiciones de movimiento, el impacto, los requisitos de precisión y las consecuencias del fallo. Debe seleccionarse utilizando las pautas de ingeniería del fabricante y el nivel de riesgo de la aplicación en lugar de aplicar un valor universal a cada máquina.
Por qué SFU1605-4 tiene una clasificación estática más alta
El SFU1605-4 de DLY utiliza cuatro circuitos de bolas, en comparación con tres circuitos en el SFU1605-3. El circuito cargado adicional distribuye la carga axial sobre más contactos de bola a pista.
Como resultado, SFU1605-4 tiene:
- Una clasificación de carga estática básica más alta: 1790 kgf frente a 1240 kgf;
- Una clasificación de carga dinámica ligeramente superior: 780 kgf frente a 765 kgf;
- Rigidez listada más alta: 20 kgf/μm frente a 17 kgf/μm;
- Un cuerpo de tuerca más largo que la versión de tres circuitos.
Se puede preferir SFU1605-4 cuando se requiere mayor capacidad estática y rigidez y la máquina tiene suficiente espacio de instalación para la tuerca más larga. SFU1605-3 puede seguir siendo adecuado para ejes compactos con requisitos de carga más bajos.
Una clasificación más alta no convierte automáticamente al SFU1605-4 en la elección correcta. También se deben considerar el espacio de instalación, la carrera requerida, la longitud de la tuerca, la vida útil esperada, la precisión y el costo.
¿Puede el SFU1605 transportar 1790 kg?
No. El valor de 1790 kgf indicado para el SFU1605-4 es su capacidad de carga axial estática básica, no una carga útil recomendada de 1790 kg.
En el caso de un eje horizontal, el husillo de bolas normalmente no eleva directamente toda la masa de la máquina. Principalmente supera la fuerza de aceleración, la fricción de la guía y la fuerza del proceso externo. Para un eje vertical, la gravedad actúa directamente a lo largo del tornillo, por lo que la masa en movimiento se convierte en una parte importante de la carga axial.
Por ejemplo, dos máquinas con la misma masa en movimiento de 100 kg pueden imponer cargas muy diferentes al husillo de bolas:
- Una mesa horizontal que se mueve lentamente con guías lineales de baja fricción puede requerir relativamente poco empuje continuo.
- Un eje vertical rápido debe resistir la gravedad y proporcionar empuje adicional para la aceleración y desaceleración.
- Un eje de mecanizado o prensado puede experimentar una fuerza externa mucho mayor que la fuerza causada por la masa en movimiento únicamente.
Por lo tanto, la carga útil permitida no se puede determinar únicamente a partir de Coa.
Otros límites que deben comprobarse
Incluso cuando la tuerca SFU1605 tiene suficiente capacidad de carga, el conjunto completo del husillo de bolas puede verse limitado por otros factores.
Pandeo del eje del tornillo
Un tornillo largo y delgado sometido a una carga axial de compresión puede pandearse antes de que la tuerca de bolas alcance su capacidad de carga estática. La carga de compresión admisible depende del diámetro de la raíz del tornillo, de la longitud sin soporte y de la disposición de los soportes finales.
Velocidad crítica
Un tornillo giratorio puede vibrar o latir cuando se acerca a su velocidad crítica. El límite depende del diámetro del eje, la longitud de montaje y la configuración del soporte. Por lo tanto, un tornillo SFU1605 largo puede tener una velocidad de rotación permitida más baja que un tornillo más corto del mismo modelo.
Capacidad de soporte
Los cojinetes de extremo fijo, las unidades de soporte y la contratuerca deben soportar la carga axial y la velocidad de funcionamiento esperadas. La selección de una tuerca de bolas con una clasificación más alta no aumenta la capacidad de una disposición de soporte-cojinete de tamaño inferior.
Precisión y rigidez del tornillo
La capacidad de carga no indica precisión de posicionamiento. Un husillo de bolas laminado C7 y un husillo de bolas rectificado C5 pueden utilizar el mismo diámetro nominal y paso, pero cumplen diferentes requisitos de precisión.
Lubricación y contaminación
Una lubricación insuficiente, virutas, polvo y refrigerante pueden reducir la vida útil real incluso cuando la carga calculada está dentro del rango nominal. La protección y el mantenimiento deben planificarse de acuerdo con el entorno operativo.
Cómo seleccionar entre SFU1605-3 y SFU1605-4
Utilice el siguiente proceso en lugar de seleccionar solo entre la cifra de carga más alta:
- Calcule la carga axial máxima, incluida la gravedad, la aceleración, la fuerza del proceso y el impacto.
- Calcule la carga axial media equivalente durante el ciclo operativo completo.
- Comprobar el factor de seguridad estática utilizando Coa y la carga axial máxima.
- Calcule la vida a fatiga requerida usando Ca y la carga media equivalente.
- Verifique el pandeo del tornillo para aplicaciones de carga de compresión.
- Verifique la velocidad crítica utilizando la longitud del tornillo y la disposición del soporte final.
- Confirme que la longitud de la tuerca y las dimensiones de la brida se ajusten a la estructura de la máquina.
- Verifique los cojinetes de soporte, el acoplamiento, el torque del motor y la precisión de la instalación.
Detalles de DLYEspecificaciones del husillo de bolas 1605incluya información dimensional y de capacidad de carga para SFU, DFU, SFI, DFI y otras configuraciones de tuercas 1605. Estos modelos no deben considerarse como si tuvieran la misma capacidad simplemente porque comparten un diámetro de 16 mm y un cable de 5 mm.
¿Qué información se debe proporcionar para la selección?
Para revisar si SFU1605 es adecuado, proporcione los siguientes detalles:
- Instalación horizontal, vertical o inclinada;
- Masa en movimiento;
- Mecanizado externo, fuerza de prensado o de operación;
- Velocidad máxima y velocidad del motor;
- Tiempo de aceleración y desaceleración;
- Carrera y longitud total del tornillo;
- Vida útil requerida o ciclos operativos;
- Requisitos de precisión y reacción;
- Configuración de soporte final;
- Entorno operativo y método de lubricación;
- Mecanizado de extremos requerido o dibujo existente.
Estos valores permiten comprobar la capacidad de carga, la vida útil, la resistencia al pandeo, la velocidad crítica y las dimensiones de instalación como un sistema completo.
Conclusión
El SFU1605-3 de DLY tiene una capacidad de carga dinámica básica de 765 kgf y una capacidad de carga estática básica de 1240 kgf. SFU1605-4 tiene una clasificación dinámica de 780 kgf y una clasificación estática de 1790 kgf.
Estos valores son clasificaciones de referencia de ingeniería, no la carga útil permitida de la máquina. La selección correcta también requiere la carga axial real, el factor de seguridad, la vida útil deseada, la longitud del tornillo, la velocidad de funcionamiento, la disposición del soporte y la dirección de instalación.
SFU1605-4 proporciona mayor capacidad estática y rigidez, mientras que SFU1605-3 ofrece un cuerpo de tuerca más corto para aplicaciones con requisitos de carga más bajos. El modelo final debe seleccionarse a partir de las condiciones operativas completas en lugar del diámetro y el cable únicamente.
¿Necesita ayuda para comprobar un husillo de bolas SFU1605?
Envíe a DLY su carga, carrera, velocidad, dirección de instalación y plano de mecanizado final para revisión de especificaciones.
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