Quais são os métodos de pré-carga de fusos de esferas-laminados a frio?
Os métodos de pré-carga de fusos de esferas laminados-a frio concentram-se principalmente na eliminação da folga axial, aumentando a rigidez e melhorando a repetibilidade. O objetivo principal é manter a esfera em contato próximo com a pista por meio de pré-carga, reduzindo o deslocamento ocioso durante o movimento reverso. De acordo com o projeto da estrutura e os cenários de aplicação, existem três tipos de métodos de pré-carga de fusos de esferas laminados a frio, cada um dos quais é diferente em princípio, efeito e cenário de aplicação:
I. Single Nut Preload: uma solução-de baixo custo para aplicações de baixa precisão.
Princípio: Ao otimizar a estrutura interna da porca (como aumentar o diâmetro da esfera ou ajustar a curvatura da pista), a esfera pode formar um contato-unidirecional com a pista sob a ação de uma-força unidirecional, e uma pré-carga pode ser gerada por deformação elástica. Este método não requer peças extras, mas a pré-carga é limitada e há um leve ressalto (geralmente entre 0,01 mm e 0,03 mm).
Características:
Estrutura simples: apenas uma porca, baixo custo, fácil de instalar.
Precisão limitada: A força de pré-tensionamento é limitada pelos limites elásticos do material, dificultando a obtenção de alta rigidez (normalmente 30 a 50 por cento da rigidez das porcas duplas retificadas).
Cenários aplicáveis: Cenários de transmissão com requisitos de baixa precisão, tais como: Máquinas de transporte comuns (por exemplo, tensor de transportadores de correia), plataformas de elevação manual de baixa velocidade (por exemplo, elevador de racks de armazém), equipamentos sensíveis ao custo (por exemplo, eixo não-crítico de máquinas-ferramentas CNC simples).
II. Pré-carga de porca dupla: soluções convencionais de alta precisão para a escolha principal para eliminar folgas
Princípio: Através do deslocamento relativo ou deformação estrutural das duas porcas, a esfera das duas porcas é comprimida na pista das duas porcas ao mesmo tempo, formando uma pré-carga bidirecional. Este método elimina completamente a folga axial e melhora muito a rigidez do sistema (a rigidez pode ser 2 a 3 vezes maior que a de uma única porca).
Subtipo:
Pré-carregamento de porca dupla do tipo-calço:
Estrutura: Insira uma pré-carga entre as duas porcas e controle a pré-carga ajustando a espessura da junta.
Pontos fortes: Estrutura simples, pré-carga ajustável, adequada para parafusos de avanço grandes.
Pontos fracos: necessidade de ajustar manualmente a espessura do calço, resultando em baixa eficiência de instalação; o uso prolongado-da gaxeta pode se soltar devido à vibração.
Faixa de aplicação: aplicações de baixa velocidade e média precisão, como eixos de alimentação de máquinas-ferramentas CNC comuns.
Pré-carga de porca dupla tipo chumbo variável:
Estrutura: As juntas roscadas das duas porcas são ligeiramente diferentes (por exemplo, as porcas rotativas irão pré-carregar a esfera sob a influência da diferença de chumbo.
Vantagens: Compensação automática de pré-carga, sem ajuste adicional, boa rigidez, longa vida útil.
Fraquezas: Estrutura complexa e alto custo, necessitando de ferramentas especiais para instalação.
Usos: aplicações de alta-velocidade e{1}}precisão, como juntas de robôs, instrumentos de medição de precisão, etc.
Pré-carga de porca dupla tipo mola:
Estrutura: Instale uma mola (como uma mola de disco ou mola helicoidal) entre as duas porcas para fornecer pré-tensão através da força da mola.
Vantagens: Compensação automática de pré-carga (se a folga aumentar devido a mudanças de temperatura ou desgaste), boa estabilidade operacional.
Pontos fracos: A mola é propensa a falhas por fadiga, requer manutenção regular e a rigidez da mola limita a pré-tensão.
Aplicações: cenários que exigem operações de longo-prazo e alta{1}}precisão, como equipamentos semicondutores e mecanismos de foco óptico.
III. Métodos especiais de pré-carga: projetos personalizados para condições extremas
Pré-carga de ultra{0}precisão (por exemplo, pré-carga hidráulica):
Como funciona: O óleo de alta pressão é injetado nas porcas através de um sistema hidráulico para uniformizar o contato entre a esfera e a pista. A pré-carga pode ser controlada com precisão (erro menor ou igual a 0,1 mícron).
Aplicações: máquinas-ferramentas de ultra{0}}precisão (por exemplo, plataformas de posicionamento em nível-nanométrico), mecanismos de controle de atitude de naves espaciais.
Pré-carga magnética:
Como funciona: O ímã permanente é embutido em uma porca ou esfera e usa magnetismo para fornecer pré-carga. Sem contato mecânico, sem desgaste.
Aplicações: Ambientes ou cenários de vácuo (como equipamentos de fabricação de semicondutores) que exigem limpeza extrema.
4. INTRODUÇÃO Critérios para seleção de métodos de pré-carga: equilíbrio entre precisão, rigidez e custo.