Un conjunto de husillo de bolas convierte el movimiento giratorio de un motor en un movimiento lineal controlado. Se utiliza ampliamente en máquinas CNC, equipos de automatización, robots industriales, sistemas de medición y otras maquinarias que requieren un posicionamiento eficiente y repetible.
Los términos "par de husillos de bolas" y "par de husillos de bolas y tuercas" se utilizan a veces para describir la combinación del eje del husillo y la tuerca de bolas. En la comunicación internacional de ingeniería y compras, el "conjunto de husillo de bolas" o el "conjunto de husillo de bolas y tuerca" es generalmente más natural.
El resultado operativo no depende únicamente del eje del tornillo. La precisión de la pista de rodadura, la circulación de bolas, la holgura o precarga de las tuercas, la disposición de los rodamientos de soporte, la lubricación y la alineación de la instalación deben trabajar juntos como un solo sistema de transmisión.
Componentes principales de un conjunto de husillo de bolas
Eje de tornillo
El eje del tornillo contiene una pista de rodadura helicoidal que determina el diámetro nominal, el paso y la dirección del movimiento lineal. Cuando el tornillo gira, el avance determina el recorrido lineal teórico producido por cada revolución.
Los extremos del eje normalmente se mecanizan para cojinetes de soporte, contratuercas, acoplamientos y otros componentes de montaje. Las dimensiones del mecanizado final-deben coincidir con la disposición de soporte seleccionada y la estructura de la máquina.
Tuerca de bola
La tuerca de bolas contiene pistas de rodadura internas correspondientes y un sistema de recirculación. Puede utilizar brida, cuerpo cilíndrico u otra forma de montaje según el espacio de instalación disponible.
Hay estructuras de tuerca simple-y de doble-tuerca disponibles para diferentes requisitos de espacio libre y rigidez. Se debe seleccionar la configuración correcta según la carga, la velocidad, los requisitos de posicionamiento y el par de accionamiento aceptable en lugar de asumir que una precarga más alta siempre es mejor.
Bolas de recirculación
Las bolas de acero ruedan entre las pistas del tornillo y de la tuerca. Después de viajar a través de la zona de contacto cargada, regresan a través de una ruta de circulación interna, externa o-de tapa final y vuelven-a la pista de rodadura.
Esta circulación continua reemplaza gran parte del contacto deslizante que se encuentra en un husillo convencional con contacto rodante, lo que reduce la fricción y mejora la eficiencia mecánica.
Componentes de devolución, sellos y piezas de lubricación
Tubos de retorno, deflectores internos o tapas finales guían las bolas a través del camino de recirculación. Los sellos ayudan a limitar la entrada de polvo y partículas, mientras que los puertos de lubricación permiten que la grasa o el aceite lleguen a las superficies de contacto internas.
Los daños, el montaje incorrecto o la contaminación en estas áreas pueden provocar ruidos anormales, interrupción de la circulación de la bola o aumento de la resistencia operativa.
Cómo el movimiento rotatorio se convierte en movimiento lineal
En una disposición de accionamiento típica, el motor hace girar el eje del tornillo a través de un acoplamiento mientras la tuerca de bolas está fijada a una mesa móvil. Debido a que la tuerca no puede girar libremente, se desplaza a lo largo de la pista helicoidal a medida que gira el tornillo.
La disposición también se puede invertir. En algunos sistemas, el tornillo permanece axialmente fijo mientras la tuerca gira, o el tornillo se mueve mientras la tuerca permanece en un alojamiento fijo. La disposición adecuada depende de la longitud de recorrido, la velocidad, la inercia, el espacio de instalación y el diseño de la máquina.
El recorrido lineal teórico está determinado por el avance del tornillo. Por ejemplo, un cable de 5 mm produce 5 mm de recorrido teórico por cada revolución completa. El rendimiento de posicionamiento real también depende de la precisión del cable, la holgura axial, la deformación elástica, el cambio térmico y la precisión del sistema de accionamiento y control.
Factores que determinan el rendimiento de la transmisión
Precisión de plomo
La precisión del avance describe qué tan cerca sigue el recorrido lineal real del recorrido especificado en una longitud de tornillo determinada. El grado de precisión requerido debe seleccionarse de acuerdo con las necesidades de posicionamiento de la máquina.
Los husillos de bolas laminados se utilizan comúnmente en la automatización industrial general, mientras que los husillos de bolas rectificados se seleccionan cuando la aplicación requiere una mayor precisión de avance y un rendimiento de movimiento más controlado.
Juego axial y precarga
El juego axial afecta la precisión de la inversión cuando cambia la dirección del movimiento. La precarga puede reducir el espacio libre y aumentar la rigidez, pero también aumenta la carga interna, el par de funcionamiento y la generación de calor.
Por lo tanto, la condición de precarga debe coincidir con la aplicación. Los equipos de transporte generales, los sistemas de posicionamiento de precisión y los ejes de máquinas pesadas pueden requerir diferentes estructuras de tuercas y niveles de precarga.
Carga y rigidez
El diámetro del tornillo, el avance, el tipo de tuerca, el diseño del contacto de la bola y la disposición del soporte influyen en la capacidad de carga axial y la rigidez del sistema. Durante la selección se deben considerar la carga dinámica, la carga estática, la aceleración, el ciclo operativo y la vida útil requerida.
Un tornillo seleccionado únicamente por el diámetro puede no proporcionar la vida útil o la rigidez requeridas. Se debe evaluar el estado operativo completo.
Velocidad y longitud no admitida
A medida que aumentan la longitud del tornillo y la velocidad de rotación, la vibración del eje y los límites de velocidad{0}}críticos se vuelven más importantes. Los tornillos largos pueden requerir un diámetro de eje mayor, una disposición de rodamientos diferente, una velocidad de rotación reducida o una estructura de accionamiento alternativa.
Las aplicaciones verticales también deben comprobarse para detectar carga axial y riesgo de pandeo. La masa que se mueve y la dirección en la que se instala el tornillo pueden cambiar el resultado de la selección.
Las unidades de apoyo son parte de la campaña completa
Aunque los cojinetes de soporte no forman parte del par de tornillo-y-tuerca en sí, son esenciales para el eje de movimiento completo. El extremo fijo normalmente controla la posición axial y soporta la carga de empuje, mientras que el extremo apoyado ayuda a mantener la alineación del eje y permite un comportamiento térmico adecuado.
BK/BF, FK/FF y EK/EF son combinaciones de unidades de soporte- habituales. La serie y el tamaño correctos deben coincidir con la disposición de instalación y mecanizado del extremo del eje-.
Coincidencia de suministros DLYunidades de soporte de husillo de bolasy puede mecanizar extremos de eje según dibujos aprobados o dimensiones de la unidad de soporte-.
La precisión de la instalación sigue siendo esencial
Un husillo de bolas de alta-precisión no puede compensar una instalación deficiente. Si el eje del tornillo, las unidades de soporte, la carcasa de la tuerca y el sistema de guía lineal no están alineados correctamente, el conjunto puede desarrollar una resistencia desigual, vibración, calor o desgaste prematuro.
Durante la instalación, el mecanismo debe moverse lentamente a lo largo de su recorrido antes del ajuste final de los pernos. El par y la resistencia de funcionamiento deben permanecer razonablemente consistentes sin ataduras locales.
La tuerca esférica no debe girarse fuera del eje del tornillo sin un casquillo de transferencia. De lo contrario, las bolas de recirculación podrían caerse o dejar sus posiciones correctas dentro de la tuerca.
Selección de un conjunto de husillo de bolas completo
La información principal requerida para la selección incluye el diámetro del tornillo, el paso, la longitud total, la carrera, el grado de precisión, el tipo de tuerca, la carga axial, la velocidad, la orientación de montaje y las dimensiones del extremo-del eje. Los dibujos son particularmente importantes cuando el conjunto debe ajustarse a unidades de soporte existentes o reemplazar un tornillo instalado.
Suministros DLYconjuntos de husillos de bolasen SFU, SFA, SFE, SFY, DFU, DFI y otras configuraciones. Los husillos de bolas laminados C7 están disponibles para aplicaciones industriales generales, mientras que los husillos de bolas rectificados se pueden suministrar para proyectos que requieren una mayor precisión de avance.
Se encuentra disponible mecanizado de extremos estándar y personalizado para unidades de soporte, contratuercas, acoplamientos y conexiones de motor. Se pueden evaluar longitudes de husillos de bolas de hasta 6 metros según los requisitos de diámetro, precisión, procesamiento y transporte.
¿Necesita un conjunto de husillo de bolas y tuerca para una máquina nueva o un reemplazo?
Envíe a DLY el diámetro del tornillo, el avance, la longitud, la carrera, la carga, la velocidad, los requisitos de precisión y el plano del extremo del eje-para confirmación técnica.
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