Qué, por qué y cómo

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

Los husillos a bolas accionan las etapas de posicionamiento para el ensamblaje de piezas pequeñas. Controlan el eje Z en robots y el cabezal en prensas de ensamblaje electromecánicas. Gracias a su alta rigidez, baja velocidad de asentamiento y altas velocidades de desplazamiento, los husillos a bolas se utilizan en numerosas máquinas de ensamblaje electrónico, como cargadores de cargadores, impresoras de pasta, dispensadores y equipos de colocación e inserción.

Al igual que los tornillos Acme, los tornillos de bolas convierten el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Sin embargo, a diferencia de los tornillos Acme, los tornillos de bolas tienen roscas helicoidales cóncavas y 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 tornillo de bolas convierta más del 90 % del par del motor en empuje.

Las roscas de un husillo de bolas pueden ser rectificadas o laminadas. Los husillos de bolas con roscas rectificadas son más precisos que los laminados, pero también son más caros. Al igual que los husillos Acme, los husillos de bolas tienen una holgura mínima, o movimiento axial relativo entre el husillo y la tuerca cuando el motor no gira. Tanto en los husillos de bolas como en los Acme, la holgura suele empezar en 0,006 pulgadas. Sin embargo, a medida que un husillo Acme se desgasta, la holgura aumenta. Esto no ocurre en un husillo de bolas debido a su bajo desgaste.

El problema del juego depende de la aplicación. Por ejemplo, en una aplicación de movimiento vertical, la carga presiona constantemente la tuerca hacia abajo, por lo que el juego no es un problema. Una forma de eliminarlo es usar una tuerca precargada. Precarga significa que la interfaz entre las bolas y las ranuras está pretensada, por lo que no hay holgura en la pista. La posición de la tuerca depende completamente de la posición de rotación del eje. La precarga también aumenta la rigidez del sistema.

No deben pasarse por alto los rodamientos de apoyo en cada extremo del husillo de bolas. Estos se clasifican en simples, fijos o libres. Los soportes simples, como los rodamientos de bolas, ofrecen buena rigidez radial, pero no axial. Los soportes fijos, como pares de rodamientos de contacto angular, proporcionan rigidez en ambas direcciones. Un soporte libre es simplemente eso: ningún soporte.

El soporte adecuado del husillo de bolas determina la velocidad de giro y la carga que puede soportar. Al especificar los husillos de bolas, los ingenieros deben proporcionar la mayor cantidad posible de información sobre la aplicación. Esta información debe incluir las cargas previstas, las direcciones, el ciclo Arial, las carreras y el ciclo de vida. Incluso las condiciones ambientales son importantes, ya que pueden afectar los sellos de los rodamientos.

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