El procesamiento del extremo del husillo de bolas es el mecanizado de precisión que se utiliza para conectar un eje de husillo de bolas a sus rodamientos, unidades de soporte, acoplamientos y componentes de bloqueo. A veces se describe como simplemente girar o fresar los dos extremos del eje, pero la verdadera tarea es más específica: convertir la disposición de soporte de la máquina en un conjunto viable de hombros de eje, muñones de cojinete, roscas, ranuras y características de acoplamiento.
Un husillo de bolas puede tener el diámetro, paso y tipo de tuerca correctos y aun así ser imposible de instalar si los extremos de su eje no coinciden con las unidades de soporte seleccionadas. Por esta razón, el mecanizado de los extremos debe confirmarse junto con la disposición de los rodamientos y el plano de ensamblaje-no tratarse como una operación de acabado independiente.
¿Qué es el procesamiento del extremo del husillo de bolas?
El procesamiento del extremo del husillo de bolas, también llamado mecanizado del extremo del husillo de bolas, elimina material de áreas seleccionadas en cada extremo del eje del husillo para que los rodamientos y los componentes impulsores se puedan colocar correctamente.
La geometría terminada puede incluir:
- Un muñón de rodamiento que coincida con el orificio del rodamiento.
- Un hombro del eje que ubica el rodamiento axialmente.
- Una rosca externa para una contratuerca de rodamiento.
- Una ranura para anillo-de retención en el lado apoyado
- Un muñón cilíndrico para el acoplamiento del motor.
- Un chavetero o plano cuando el acoplamiento seleccionado lo requiera
- Chaflanes, ranuras de relieve y funciones-de espacio libre para herramientas
Estos detalles no cambian directamente la precisión del avance ni la capacidad de carga de la tuerca de bolas. Su propósito es establecer una interfaz mecánica confiable entre el eje del tornillo y el sistema de accionamiento circundante.
Extremo fijo y extremo apoyado
En una disposición común con soporte fijo-, los dos extremos del husillo de bolas realizan trabajos diferentes. Por tanto, sus formas mecanizadas no deben copiarse de un lado a otro.
| Artículo | Extremo fijo | Extremo soportado |
|---|---|---|
| Función primaria | Establece la posición axial principal del tornillo y resiste el empuje en las direcciones diseñadas. | Proporciona soporte radial y ayuda a controlar la deflexión y vibración del eje. |
| Rodamiento típico | Disposición de rodamientos de contacto-angular o una unidad de soporte lateral fijo-preensamblada | Rodamiento rígido de bolas-o rodamiento suministrado en una unidad lateral- soportada |
| Características comunes del eje | Muñón del cojinete, hombro de posicionamiento, rosca de contratuerca y muñón del acoplamiento | Muñón del cojinete, hombro o elemento de retención, chaflán y alivio del extremo |
| Prioridad de diseño | Ubicación axial, retención de precarga del rodamiento y alineación del acoplamiento | Soporte concéntrico sin crear involuntariamente un segundo dato axial conflictivo |
Las familias de unidades-compatibles con DLY, como BK/BF, FK/FF y EK/EF, utilizan una unidad lateral-fija y una unidad lateral-compatible correspondiente. Sin embargo, el nombre del modelo por sí solo no es suficiente para el mecanizado. El dibujo del eje debe coincidir con el orificio del rodamiento, la posición del hombro, la rosca, la contratuerca, la característica de retención y la longitud de instalación disponible de las unidades de soporte reales.
Para obtener más detalles sobre la función y selección de estas unidades, consulte¿Qué es un soporte terminal de husillo de bolas?.
Las características funcionales de un extremo de eje mecanizado
Diario del rodamiento
El muñón del rodamiento es la superficie cilíndrica sobre la que se instala el rodamiento de soporte. Su diámetro, condición de la superficie y descentramiento afectan la consistencia con la que el rodamiento gira con el eje del tornillo. Un muñón incorrecto puede producir una holgura excesiva, un montaje difícil o tensiones no deseadas en los rodamientos.
Las tolerancias del diario se deben tomar del dibujo de la unidad de rodamiento o soporte-. No se debe asignar un ajuste universal a todos los husillos de bolas porque el ajuste correcto depende del tipo de rodamiento, la dirección de la carga, la velocidad de rotación y el método de montaje.
Hombro del eje
El hombro proporciona una superficie de asiento axial para el cojinete o espaciador. Su posición controla la ubicación ensamblada del rodamiento con respecto a la pista de rodadura del husillo de bolas, la carcasa de soporte y el acoplamiento.
El hombro debe proporcionar suficiente área de contacto y al mismo tiempo dejar un espacio en las esquinas adecuado para el rodamiento. Si el radio de transición entra en conflicto con el chaflán del rodamiento, el rodamiento puede parecer instalado sin asentarse completamente contra el hombro.
Rosca de contratuerca
En el lado fijo, una rosca externa comúnmente acepta una contratuerca de precisión. La contratuerca retiene el aro interior del rodamiento o la pila de rodamientos contra el hombro. El tamaño de la rosca, la longitud utilizable y su posición relativa al muñón del rodamiento deben coincidir con el conjunto de soporte seleccionado.
Se puede utilizar un orificio roscado interno en un diseño especial, pero no sustituye a la rosca de contratuerca externa que se encuentra en muchas disposiciones laterales fijas-estándar.
Retener-ranura del anillo
Algunos conjuntos laterales-compatibles retienen el rodamiento con un anillo elástico. En este caso, el ancho, el diámetro y la ubicación de la ranura deben corresponder al rodamiento y al anillo de retención. La ranura debe diseñarse como parte de la pila de rodamientos completa en lugar de colocarse solo desde la cara del extremo.
Diario de acoplamiento
El muñón de acoplamiento conecta el husillo de bolas al motor o caja de cambios. Su diámetro y longitud de enganche deben coincidir con el cubo de acoplamiento seleccionado. La concentricidad entre este muñón y el muñón del rodamiento es más importante que agregar un chavetero de forma predeterminada.
Los acoplamientos-de estilo abrazadera y-tornillo de fijación pueden utilizar ejes redondos lisos, planos o chavetas, según el diseño del acoplamiento y el torque requerido. Por lo tanto, se debe agregar un chavetero, D-plano o hexagonal externo solo cuando el componente de acoplamiento lo requiera.
Comience con la pila de ensamblaje
El procesamiento final confiable comienza con los componentes ensamblados, no con una lista de operaciones de mecanizado. El diseñador debe primero colocar la carcasa de soporte, el cojinete, el espaciador, el sello, la contratuerca, el acoplamiento y el eje del motor en sus posiciones previstas. A partir de esta pila se pueden derivar las características requeridas del eje.
Este método responde a varias preguntas antes de eliminar el material:
- ¿Dónde se asienta el cojinete lateral-fijo contra el eje?
- ¿Cuánta rosca se necesita para la contratuerca?
- ¿Hay espacio suficiente entre la contratuerca y el acoplamiento?
- ¿A qué distancia se acopla el cubo del acoplamiento con el eje?
- ¿El cojinete lateral-soportado tiene el método de retención correcto?
- ¿La longitud del eje resultante preserva el recorrido requerido de la tuerca y la carrera utilizable?
Un cambio en el ancho del rodamiento, el modelo-de la unidad de soporte o la longitud del acoplamiento puede alterar varias dimensiones del eje. Por lo tanto, reutilizar un dibujo de extremo antiguo sin comprobar el nuevo conjunto es una fuente común de problemas de instalación.
La tolerancia y el agotamiento son más importantes que las características adicionales
La calidad del mecanizado de extremos no se puede juzgar únicamente por si el eje encaja en el rodamiento. Las superficies funcionales deben permanecer alineadas con el eje de rotación del tornillo.
Los controles importantes normalmente incluyen:
- Diámetro y ajuste de cada muñón de rodamiento.
- Desviación entre los muñones y la referencia rotacional del tornillo.
- Cuadratura del hombro del rodamiento
- Posición de hombros, hilos y ranuras de retención.
- Estado de la superficie de los asientos de rodamientos y acoplamientos.
- Dimensiones de chaflán y relieve necesarias para el montaje.
Estos valores deben indicarse en el plano del eje aprobado de acuerdo con los rodamientos seleccionados y los requisitos de rendimiento. La aplicación de tolerancias arbitrarias de "alta-precisión" puede aumentar la dificultad de fabricación sin corregir un diseño de soporte deficiente.
Por qué es importante la secuencia de mecanizado
Un eje de husillo de bolas no equivale a una barra de uso general-sin tratar. El camino de rodadura roscado debe protegerse contra impactos, virutas y daños por apriete, mientras que las zonas de los extremos deben permanecer adecuadas para las operaciones requeridas de torneado, rectificado, roscado o fresado.
La secuencia de proceso adecuada depende del material del tornillo, el método de fabricación de la pista de rodadura, la condición del tratamiento térmico-y la precisión requerida del eje. Durante el procesamiento, el fabricante debe controlar la deformación y preservar la relación entre los muñones mecanizados y la pista de rodadura del husillo de bolas.
Los orificios centrales pueden ser útiles como referencias de mecanizado o inspección, pero no deben describirse automáticamente como características operativas. Su finalidad depende de cómo se fabrica, soporta e inspecciona el eje.
Problemas causados por un procesamiento final incorrecto
| Problema observado | Posible fin-Causa del mecanizado |
|---|---|
| No se puede instalar el rodamiento | El diámetro del muñón, el chaflán o la longitud del asiento disponible no coinciden con el rodamiento |
| El rodamiento no se asienta contra el hombro. | El radio del hombro o el relieve interfieren con el chaflán del rodamiento. |
| La contratuerca no puede retener el rodamiento correctamente | Tamaño o longitud del hilo incorrectos o distancia entre el hombro y el hilo-a-hilo |
| El acoplamiento se desplaza visiblemente des-centro | El muñón de acoplamiento no está suficientemente concéntrico con el muñón del rodamiento. |
| El ruido o la vibración aumentan con la velocidad. | Desviación excesiva del extremo del eje-, mal ajuste del muñón o alineación incorrecta del soporte |
| La carrera útil es más corta de lo esperado | Las posiciones generales del eje y del hombro se definieron sin verificar el diseño completo del ensamblaje. |
No todas las vibraciones o problemas de posicionamiento son causados por los extremos mecanizados. También se debe verificar la alineación-de la carcasa de soporte, la instalación del acoplamiento, la precarga del rodamiento y la rigidez-del marco de la máquina antes de asignar la falla al husillo de bolas.
¿Mecanizado de extremos estándar o personalizado?
Los extremos de eje estandarizados son útiles cuando el husillo de bolas se combina con una familia de unidades de soporte- correspondiente. Simplifican la confirmación del dibujo, la sustitución y el montaje. Ofertas DLYunidades de soporte de husillo de bolaspara arreglos compatibles-fijos de uso común.
Puede ser necesario un mecanizado personalizado cuando la máquina utiliza una carcasa de cojinete especial, una conexión directa del motor, un espacio de instalación restringido o un plano de reemplazo existente. En tales casos, las dimensiones personalizadas aún deben basarse en la pila de cojinetes y acoplamientos real en lugar de en un boceto general.
Antes de la producción, el dibujo del eje debe identificar claramente el lado fijo y el lado soportado, la longitud total del tornillo, la longitud de la pista roscada, la carrera utilizable, las dimensiones-del asiento del cojinete, la ubicación de los hombros, las especificaciones de la rosca, la interfaz del acoplamiento y cualquier ranura o parte plana requerida.
El procesamiento final es parte del diseño de soporte
El procesamiento correcto de los extremos del husillo de bolas no consiste en agregar tantas características mecanizadas como sea posible. Se trata de darle a cada cojinete, contratuerca, acoplamiento y componente de retención la superficie funcional correcta manteniendo al mismo tiempo la alineación con el eje de rotación del tornillo.
El flujo de trabajo más confiable es seleccionar elhusillo de bolas, defina la disposición fija y soportada, complete la pila de ensamblaje y luego apruebe el plano del extremo-del eje. Esto conecta las dimensiones de mecanizado directamente con los requisitos de instalación y reduce el riesgo de piezas incompatibles en el montaje final.
