Qué, por qué y cómo

Debido a su capacidad para proporcionar un alto empuje y un posicionamiento preciso, los husillos de bolas se pueden encontrar en muchas aplicaciones de ensamblaje automatizadas que requieren movimiento lineal.

Los husillos de bolas accionan etapas de posicionamiento para el montaje de piezas pequeñas. Los husillos de bolas controlan el eje Z en robots y el ariete en prensas de montaje electromecánicas. Con su alta rigidez, baja Arial de asentamiento y rápidas velocidades de desplazamiento, los husillos de bolas se pueden ver en muchas máquinas de ensamblaje de productos electrónicos, incluidos cargadores de revistas, impresoras de pasta, dispensadores y equipos de colocación e inserción.

Al igual que los tornillos Acme, los husillos de bolas convierten el movimiento giratorio en movimiento lineal. Pero a diferencia de los tornillos Acme, los husillos de bolas tienen roscas helicoidales cóncavas y los rodamientos de bolas se desplazan entre el tornillo y la tuerca en una pista de recirculación. Esta disposición minimiza drásticamente el desgaste mecánico y permite que un husillo de bolas convierta más del 90 por ciento del par del motor en empuje.

Las roscas de un husillo de bolas pueden ser rectificadas o laminadas. Los husillos de bolas con rosca rectificada son más precisos que los de rosca laminada, pero también son más caros. Al igual que los tornillos Acme, los husillos de bolas tienen una pequeña cantidad de juego, o movimiento axial relativo entre el tornillo y la tuerca cuando el motor no gira. Tanto en los husillos de bolas como en los tornillos Acme, el juego normalmente comienza en 0,006 pulgadas. Sin embargo, a medida que se desgasta un tornillo Acme, aumenta la cantidad de juego. Esto no sucede en un husillo de bolas debido a su funcionamiento de bajo desgaste.

Si la reacción es un problema depende de la aplicación. Por ejemplo, en una aplicación de movimiento vertical, la carga empuja constantemente la tuerca hacia abajo, por lo que el juego no es un problema. Una forma de eliminar el juego es utilizar una tuerca precargada. Precargado significa que la interfaz entre las bolas y las ranuras está pretensada, por lo que no hay espacio libre en la pista de rodadura. La posición de la tuerca es enteramente función de la posición de rotación del eje. La precarga también aumenta la rigidez del sistema.

No se deben pasar por alto los cojinetes de soporte en cada extremo del husillo de bolas. Estos se especifican como simples, fijos o gratuitos. Los soportes simples, como los rodamientos de bolas, ofrecen buena rigidez radial, pero ninguna rigidez axial. Los soportes fijos, como pares de cojinetes de contacto angular, proporcionan rigidez en ambas direcciones. Un soporte gratuito es simplemente eso: ningún soporte.

Qué tan bien soporte el husillo de bolas determina qué tan rápido puede girar el tornillo y cuánta carga puede poner sobre él. Al especificar husillos de bolas, los ingenieros deben proporcionar tanta información de aplicación como sea posible. Esta información debe incluir las cargas esperadas, direcciones, ciclo Arial, carreras y ciclo de vida. Incluso las condiciones ambientales son importantes porque pueden afectar a las obturaciones de los rodamientos.

Corey aconseja a los ingenieros que conozcan la diferencia entre precisión, repetibilidad y resolución y que eviten especificar más precisión de la que realmente necesitan. Aumentar la precisión es extremadamente costoso en un tornillo. El aumento de la repetibilidad es la diferencia entre una tuerca estándar y una tuerca precargada. Costará más, pero no tanto como una mayor precisión. Aumentar la resolución es barato y fácil.