Una tuerca de bolas es el componente móvil de un conjunto de husillo de bolas. Su pista de rodadura interna, su sistema de recirculación y sus bolas-portadoras de carga trabajan junto con el eje del tornillo correspondiente para convertir el movimiento giratorio en un movimiento lineal controlado.
La tuerca no se puede evaluar independientemente del tornillo. Su estructura, dimensiones, precarga, capacidad de carga y diseño de recirculación deben corresponderse con el eje del tornillo y los requisitos de funcionamiento de la máquina completa.
Cómo funciona una tuerca de bolas
Dentro deltuerca de bola, bolas de acero ruedan entre las pistas de rodadura de la tuerca y del tornillo. Un sistema de recirculación guía las bolas de regreso al comienzo del circuito de transporte de carga-para que sea posible un movimiento continuo.
Debido a que la transmisión se basa principalmente en un contacto rodante en lugar de un contacto deslizante, el conjunto completo de husillo de bolas generalmente funciona con menor fricción y mayor eficiencia que un husillo deslizante convencional.
El rendimiento de posicionamiento real no está determinado únicamente por la tuerca. La precisión del avance del tornillo, la precarga, los cojinetes de soporte, las guías, la alineación del acoplamiento, el control del motor y la rigidez de la máquina influyen en el resultado final.
Configuraciones de-tuerca única y-doble tuerca
Los diseños-de tuerca única se utilizan ampliamente cuando las dimensiones compactas, la instalación sencilla y el costo práctico son importantes. Dependiendo del diseño interno y la selección de bolas, se puede suministrar una sola tuerca con holgura o con una precarga específica.
Un conjunto de doble-tuerca utiliza dos cuerpos de tuerca con una disposición de ajuste o espaciador entre ellos. Esta configuración puede aplicar precarga en direcciones opuestas para reducir el juego axial y aumentar la rigidez.
Las tuercas dobles requieren más espacio de instalación y añaden peso y costo. Una mayor precarga también aumenta el par de funcionamiento y el calor, por lo que se debe seleccionar un diseño de doble-tuerca según la aplicación en lugar de considerarlo automáticamente mejor.
Estilos comunes de cuerpos de tuercas de bolas
Las tuercas de bolas están disponibles en varias estructuras externas para adaptarse a diferentes disposiciones de montaje:
- Tuercas con bridas:montado en la carcasa de la tuerca a través de una brida con orificios para pernos.
- Tuercas cilíndricas:Instalado dentro de una carcasa dedicada donde el espacio radial o la estructura de montaje requieren un cuerpo compacto.
- Nueces individuales:Adecuado para muchas aplicaciones generales de automatización y CNC.
- Nueces dobles:Se seleccionan cuando se requiere un juego axial controlado y una mayor rigidez.
Las dimensiones de las bridas, los patrones de-orificios de los pernos, la longitud del cuerpo y la posición del puerto de lubricación-deben compararse con el dibujo de la máquina antes de realizar el pedido.
Recirculación interna de bolas
El sistema de recirculación devuelve las bolas después de que pasan por la sección cargada de la pista de rodadura. Los arreglos comunes incluyen sistemas de retorno internos y tubos de retorno externos.
El diseño seleccionado influye en las dimensiones exteriores de la tuerca, el número de vueltas de bolas efectivas, la velocidad de funcionamiento y el espacio de instalación. Los componentes de retorno también deben protegerse de impactos durante la manipulación y el montaje.
Una tuerca de bolas no se debe retirar casualmente de su eje roscado. Si es necesario retirarlas, normalmente se debe utilizar una funda de transferencia para evitar que las bolas se caigan o se coloquen incorrectamente.
Ámbito de aplicación de las tuercas de bolas
Como parte de un completoconjunto de husillo de bolas, las tuercas de bolas se utilizan en equipos como:
- Centros de mecanizado CNC, tornos y rectificadoras
- Sistemas de automatización y montaje industrial.
- Maquinaria de embalaje, impresión y carpintería.
- Módulos lineales y etapas de posicionamiento.
- Equipos de inspección y medición.
- Mecanismos de manipulación y elevación de materiales.
Cada aplicación plantea diferentes exigencias en cuanto a velocidad, carga, posicionamiento, rigidez y vida útil. Por lo tanto, la configuración de las tuercas debe seleccionarse como parte del sistema de accionamiento completo.
Factores clave para la selección de tuercas de bolas
La información importante para seleccionar o reemplazar una tuerca de bolas incluye:
- Diámetro y paso del eje del tornillo
- Dirección del hilo y número de inicios.
- Serie de tuercas y dimensiones de montaje exteriores.
- Juego axial requerido o precarga
- Cargas axiales dinámicas y estáticas.
- Velocidad de desplazamiento y ciclo de funcionamiento.
- Lubricación y condiciones ambientales.
- Grado de precisión y requisitos de coincidencia
El diámetro y el paso por sí solos no son suficientes para confirmar la intercambiabilidad. Las tuercas con descripciones de modelos similares pueden tener diferentes dimensiones de brida, longitudes de cuerpo, patrones de orificios, estructuras de circulación o condiciones de precarga.
Reemplazo de una tuerca de bola
Al reemplazar una tuerca existente, proporcione el número de modelo completo, el dibujo dimensional y fotografías claras del ensamblaje original. Si es posible, confirme también el diámetro del tornillo, el paso, la longitud total, la dirección de la rosca y el juego axial requerido.
Una tuerca de repuesto debe coincidir con la geometría del camino de rodadura del tornillo. Una tuerca que se ajusta al diámetro nominal y al paso no es necesariamente compatible con un tornillo fabricado con un diseño interno diferente.
Cuando no se puede confirmar la compatibilidad, reemplazar o fabricar el tornillo y la tuerca como un conjunto combinado puede ser más confiable que instalar una tuerca separada en un eje existente.
Lubricación y protección contra la contaminación
Una lubricación correcta reduce la fricción y protege las pistas y las bolas. El tipo de lubricante y el intervalo de reabastecimiento deben reflejar la velocidad, la carga, la temperatura, el ciclo operativo y el entorno circundante.
Las virutas, el polvo y otros contaminantes pueden entrar en la vía de circulación y dañar los componentes internos. Es posible que se requieran limpiaparabrisas, fuelles o cubiertas protectoras, especialmente en entornos de mecanizado y carpintería.
